ΒΑΙΛΔΙΟ ΜΑΡΙΝΟ Γξ. Σερληθήο Γεσινγίαο Δ.Μ.Π., MSc Imperial College London Λέθηνξαο, Σκήκα Γεσινγίαο Α.Π.Θ.

Transcript

1 ΑΡΙΣΟΣΔΛΔΙΟ ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΘΔΑΛΟΝΙΚΗ ΥΟΛΗ ΘΔΣΙΚΧΝ ΔΠΙΣΗΜΧΝ ΣΜΗΜΑ ΓΔΧΛΟΓΙΑ Δξγαζηήξην Σερληθήο Γεσινγίαο & Τδξνγεσινγίαο Τδξνκαζηεπηηθά έξγα-σερληθέο δηάηξεζεο πκπιήξσζε-αλάπηπμε πδξνγεώηξεζεο Γεηγκαηνιεπηηθέο-Γεσηερληθέο γεσηξήζεηο Μέζνδνη Γηαγξαθηώλ ΚΧΣΑ ΒΟΤΓΟΤΡΗ Γξ. Τδξνγεσινγίαο Παλ. Παηξψλ Δπίθνπξνο Καζεγεηήο, Σκήκα Γεσινγίαο Α.Π.Θ. ΒΑΙΛΔΙΟ ΜΑΡΙΝΟ Γξ. Σερληθήο Γεσινγίαο Δ.Μ.Π., MSc Imperial College London Λέθηνξαο, Σκήκα Γεσινγίαο Α.Π.Θ. ΘΔΑΛΟΝΙΚΗ 2010

2 ΚΧΣΑ ΒΟΤΓΟΤΡΗ Γξ. Τδξνγεσινγίαο Παλ. Παηξψλ Δπίθ. Καζεγεηήο, Σκήκα Γεσινγίαο Α.Π.Θ. ΒΑΙΛΔΙΟ ΜΑΡΙΝΟ Γξ. Σερληθήο Γεσινγίαο Δ.Μ.Π., MSc Imperial College London Λέθηνξαο, Σκήκα Γεσινγίαο Α.Π.Θ. ΘΔΑΛΟΝΙΚΗ 2010

3

4 ην πεγάδη από ην νπνίν παίξλεηο λεξό κελ πεηάο πέηξεο [Φξόληηζε ην λεξό από ην νπνίν εμαξηάζαη] Αξαβηθή παξνηκία

5

6 ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1: ΤΓΡΟΜΑΣΔΤΣΙΚΑ ΔΡΓΑ 1.1 Τπφγεηα λεξά Δίδε πδξνκαζηεπηηθψλ έξγσλ Πεγάδηα Τδξνγεσηξήζεηο...8 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2: ΣΔΥΝΙΚΔ ΓΙΑΣΡΗΗ ΤΓΡΟΓΔΧΣΡΗΔΧΝ 2.1 Κξνπζηηθή δηάηξεζε Πεξηζηξνθηθή δηάηξεζε Πξνβιήκαηα δηάηξεζεο θαη αληηκεηψπηζήο ηνπο Γεηγκαηνιεςία Σειηθή δηεχξπλζε...31 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΜΠΛΗΡΧΗ ΓΔΧΣΡΗΗ 3.1 Δξγαζίεο ζπκπιήξσζεο σιήλσζε πδξνγεψηξεζεο Σζηκέλησζε Υαιίθσζε ηεο γεψηξεζεο Σνπνζέηεζε ηνπ πηεδνκεηξηθνχ ζσιήλα Έιεγρνο επζπγξακκίαο-θαηαθνξπθφηεηαο...48 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 4: ΑΝΑΠΣΤΞΗ ΤΓΡΟΓΔΧΣΡΗΔΧΝ 4.1 Αλάπηπμε γεψηξεζεο Μέζνδνη αλάπηπμεο Γνθηκαζηηθή άληιεζε-έιεγρνο ηεο αλάπηπμεο Αληιίεο Πξνζηαζία- ζπληήξεζε- απνθαηάζηαζε- εγθαηάιεηςε πδξνγεσηξήζεσλ Κφζηνο θαηαζθεπήο πδξνγεσηξήζεσλ...73 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 5: ΠΤΡΗΝΟΛΗΠΣΙΚΔ-ΓΔΙΓΜΑΣΟΛΗΠΣΙΚΔ ΓΔΧΣΡΗΔΙ 5.1 Σερληθή δεηγκαηνιεπηηθήο δηάηξεζεο Δμέηαζε θαη πεξηγξαθή βξαρσδψλ θαη εδαθηθψλ δεηγκάησλ γεσηξήζεσλ γηα γεσηερληθνχο ζθνπνχο ΚΔΦΑΛΑΙΟ 6: ΓΔΧΘΔΡΜΙΚΔ ΓΔΧΣΡΗΔΙ 6.1 Γεσζεξκηθή γεψηξεζε Δξεπλεηηθέο γεσζεξκηθέο γεσηξήζεηο Παξαγσγηθά γεσηξχπαλα Γεσηξήζεηο ρακειήο ζεξκνθξαζίαο (ελζαιπίαο) Δμνπιηζκφο ησλ γεσζεξκηθψλ γεσηξήζεσλ Γεσηξήζεηο κέζεο θαη πςειήο ελζαιπίαο...144

7 6.7 Γεσηξήζεηο επαλαεηζαγσγήο Κφζηνο γεσζεξκηθψλ γεσηξήζεσλ ΚΔΦΑΛΑΙΟ 7: ΓΙΑΓΡΑΦΙΔ 7.1 Γηαγξαθίεο ή θαηαγξαθέο (well logging) Καηαγξαθέο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο (resistivity log) Καηαγξαθέο λεηξνλίσλ (neutron log) Καηαγξαθέο αθηηλνβνιίαο γ (gamma ray log) Καηαγξαθέο ίδηνπ δπλακηθνχ (Spontaneous Potential log, SP log) Αθνπζηηθή δηαγξαθία (sonic log) ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΔ ΑΝΑΦΟΡΔ ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ 1. Έγθξηζε ηερληθψλ πξνδηαγξαθψλ θαηαζθεπήο έξγσλ πδξνγεψηξεζεο (ΦΔΚ 292/2003) 2. Τπφδεηγκα ζχληαμεο Πξνκειέηεο Πεξηβαιινληηθψλ Δπηπηψζεσλ γηα ηελ θαηαζθεπή θαη ιεηηνπξγία πδξεπηηθήο γεψηξεζεο 3. Τπφδεηγκα ζχληαμεο ηερληθψλ πξνδηαγξαθψλ γηα ηελ θαηαζθεπή πδξνγεψηξεζεο 4. Πξνδηαγξαθέο Γεηγκαηνιεπηηθψλ Γεσηξήζεσλ. 5. Καηεγνξία πνηφηεηαο δεηγκαηνιεςίαο 6. Πίλαθαο Δξγαζηεξηαθψλ δνθηκψλ Γεηγκαηνιεπηηθψλ Γεσηξήζεσλ

8 Αληί πξνιόγνπ Η αλάγθε εθκεηάιιεπζεο ησλ βαζχηεξσλ ππφγεησλ πδξνθνξέσλ ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ εμέιημε ηεο ηερλνινγίαο έρνπλ πξνάγεη ηελ έξεπλα πνπ αθνξά ηε δηάηξεζε θαη ηελ άληιεζε λεξνχ απφ κεγάια βάζε. Απφ ηελ εθζθαθή κε ηα ρέξηα ζηελ αξραηφηεηα θαη ζε πνιιέο ρψξεο ηεο Αθξηθήο ζήκεξα, έρνπκε νδεγεζεί ζηε δηάηξεζε ζε κεγάια βάζε. Η βαζχηεξε εξεπλεηηθή γεψηξεζε έρεη θζάζεη κέρξη βάζνο 12 Km, ελψ νη παξαγσγηθέο πδξνγεσηξήζεηο ζηελ Διιάδα θζάλνπλ κέρξη βάζνο 650 m. Ο ξφινο ηνπ γεσιφγνπ ζην ζρεδηαζκφ θαη ηελ επίβιεςε ηεο αλφξπμεο πδξνγεσηξήζεσλ θαη δεηγκαηνιεπηηθψλ γεσηξήζεσλ είλαη ζεκαληηθφο, άιισζηε πξνβιέπεηαη θαη λνκνζεηηθά. Γηα ην ιφγν απηφλ θξίλεηαη απαξαίηεηε ε ζεσξεηηθή θαη πξαθηηθή εμάζθεζε ησλ θνηηεηψλ Γεσινγίαο ζε ζέκαηα Σερληθήο Γεσηξήζεσλ. Οη ζεκεηψζεηο απηέο ζε απηφ αθξηβψο απνζθνπνχλ θαη νη νπνίεο ζα απνηειέζνπλ ζην κέιινλ κέξνο ελφο νινθιεξσκέλνπ ζπγγξάκκαηνο γηα ηελ εθκεηάιιεπζε θαη δηαρείξηζε ησλ ππφγεησλ λεξψλ. Οη πδξνγεσηξήζεηο απνηεινχλ ην 95% ησλ γεσηξήζεσλ πνπ πξαγκαηνπνηνχληαη ζηνλ ειιαδηθφ ρψξν θαη γηα ην ιφγν απηφλ γίλεηαη δηεμνδηθή αλαθνξά γηα ηνλ ηξφπν ζρεδηαζκνχ θαη θαηαζθεπήο ηνπο. Οη δεηγκαηνιεπηηθέο-ππξελνιεπηηθέο γεσηξήζεηο αλαιχνληαη μερσξηζηά θαζψο απνηεινχλ πνιχ βαζηθφ ηκήκα ηνπ γεσηερληθνχ ζρεδηαζκνχ ησλ ηερληθψλ έξγσλ. Δλδεηθηηθφ είλαη φηη ελψ νη πεξηζζφηεξνη γεσιφγνη μεθηλνχλ ηελ εξγαζία ηνπο κε επηθαλεηαθέο εκθαλίζεηο θαλέλαο ζρεδηαζκφο έξγνπ δελ κπνξεί λα ζπλερίζεη θαη λα νινθιεξσζεί ρσξίο ηηο πιεξνθνξίεο πνπ πξνζθέξνπλ νη δεηγκαηνιεηπηνθέο γεσηξήζεηο. Οη πιεξνθνξίεο πνπ αληινχληαη απφ κηα γεψηξεζε πεξηέρνπλ ζηνηρεία ηεο θχζεο, ηεο πνηφηεηαο θαη ησλ γεσηερληθψλ παξακέηξσλ ηνπ γεσπιηθνχ ζε δηάθνξα βάζε θαη βνεζνχλ ζεκαληηθά ζηελ ζχληαμε ελφο πην ξεαιηζηηθνχ ηερληθνγεσινγηθνχ κνληέινπ. Σέινο, ηνλίδεηαη φηη ε εξγαζία ελφο Γεσιφγνπ ζε κηα δεηγκαηνιεπηηθή γεψηξεζε απνηειεί πνιιέο θνξέο ηελ πξψηε επαγγεικαηηθή ηνπ εκπεηξία.

9 Οη γεσζεξκηθέο γεσηξήζεηο, ιφγσ ηεο ζεκαζίαο πνπ απνθηά ζηηο κέξεο καο ε αμηνπνίεζε ησλ ήπησλ κνξθψλ ελέξγεηαο, παξνπζηάδνληαη επίζεο ζε εηδηθφ θεθάιαην. Να ζεκεησζεί φηη κε βάζε ην πξφγξακκα ζπνπδψλ ηνπ ηκήκαηνο Γεσινγίαο ηνπ ΑΠΘ πξνβιέπεηαη θαη πξαγκαηνπνηείηαη κνλνήκεξε εθπαηδεπηηθή άζθεζε κε επίζθεςε ζε ρψξν αλφξπμεο πδξνγεψηξεζεο ή/θαη δεηγκαηνιεπηηθήο γεψηξεζεο, φπνπ δίλεηαη ε δπλαηφηεηα άκεζεο παξαθνινχζεζεο ησλ εξγαζηψλ δηάηξεζεο.

10

11 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1 ΤΓΡΟΜΑΣΔΤΣΙΚΑ ΔΡΓΑ Έλλνηεο θιεηδηά: Τπφγεην λεξφ, πδξνκαζηεπηηθά έξγα, qanat, πεγάδηα, γεσηξήζεηο 1.1 Τπόγεηα λεξά Σν ππφγεην λεξφ είλαη απηφ πνχ βξίζθεηαη θάησ απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο, αλεμαξηήησο θαηάζηαζεο, βάζνπο θαη πξνέιεπζεο θαη αληηζηνηρεί κφλν ζε 0,61% ηνπ ζπλνιηθνχ λεξνχ ζηνλ πιαλήηε καο (ρ. 1.1). ρήκα 1.1: Καηαλνκή ηνπ λεξνχ ζηνλ πιαλήηε (Fetter, 1996 κε ηξνπνπνηήζεηο). 1

12 Η θπξηφηεξε πξνέιεπζε ηνπ λεξνχ είλαη ηα αηκνζθαηξηθά θαηαθξεκλίζκαηα (κεηεσξηθά λεξά) θαη ζηε ζπλέρεηα εηζέξρεηαη ζην ππέδαθνο απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο, είηε θαηεπζείαλ απφ ηηο βξνρνπηψζεηο, είηε απφ ζψκαηα επηθαλεηαθνχ λεξνχ (πνηάκηα, ιίκλεο). Μεηά θηλείηαη αξγά ζε πνηθίιεο απνζηάζεηο κέρξη λα επηζηξέςεη ζηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο είηε κε θπζηθή εθθφξηηζε (πεγέο), είηε κε αλζξψπηλε παξέκβαζε (πεγάδηα, γεσηξήζεηο), είηε ηέινο κε εμάηκηζε θαη δηαπλνή ησλ θπηψλ. Απνιηζσκέλν ππφγεην λεξφ (fossil groundwater) είλαη ην λεξφ πνπ θαηείζδπζε θαη απνζεθεχηεθε ρηιηάδεο ρξφληα πξηλ, θάησ απφ δηαθνξεηηθέο θιηκαηηθέο ζπλζήθεο (ζπλήζσο πην πγξέο) ζε ζρέζε κε ηηο ζεκεξηλέο (π.ρ. αράξα, Ληβχε, ανπδηθή Αξαβία). ηε Ληβχε ππάξρεη ζε εμέιημε έλα κεγαιεπήβνιν ζρέδην αμηνπνίεζεο απνιηζσκέλσλ ππφγεησλ λεξψλ απφ ηελ πεξηνρή ηεο αράξαο. Μαγκαηηθά θαη κεηακνξθσκέλα ππφγεηα λεξά είλαη απηά πνπ ζρεηίδνληαη κε ην κάγκα θαη ηηο δηαδηθαζίεο κεηακφξθσζεο, αληίζηνηρα. Παξ φιν ην κηθξφ πνζνζηφ ηνπ ζηελ παγθφζκηα θαηαλνκή ηνπ λεξνχ, ην ππφγεην λεξφ θαιχπηεη ηηο πδαηηθέο αλάγθεο ζε ζεκαληηθφ πνζνζηφ ηνπ πιεζπζκνχ ζηελ Δπξψπε, εηδηθά ζηηο μεξέο πεξηφδνπο. Απηφ θαίλεηαη παξαζηαηηθά ζην ρ. 1.2, απ φπνπ πξνθχπηεη φηη ην 63% ηνπ πιεζπζκνχ ηεο ρψξαο καο θαιχπηεη ηηο πδαηηθέο αλάγθεο ηνπ κε ππφγεην λεξφ, ελψ ην κέζν πνζνζηφ ζηελ Δπξψπε είλαη 70%. Τδξνθνξείο (aquifers) είλαη νη γεσινγηθνί ζρεκαηηζκνί πνπ πεξηέρνπλ αξθεηφ θνξεζκέλν κε λεξφ πιηθφ, ψζηε λα ηξνθνδνηήζνπλ κε ζεκαληηθέο πνζφηεηεο λεξνχ γεσηξήζεηο θαη πεγέο. Η απφιεςε ηνπ λεξνχ απφ ηνπο ππφγεηνπο πδξνθνξείο γίλεηαη ηερλεηά κε ηα πδξνκαζηεπηηθά έξγα θαη θπζηθά κέζσ ηεο εθθφξηηζεο ησλ πεγψλ. 2

13 Γερμανία Αυζηρία Γανία Φιλανδία Ολλανδία Ιζπανία Γαλλία Δλλάδα Ιηαλία Πορηογαλία Ην. Βαζίλειο Σουηδία Νορβηγία Τζεχία Ποσοστό Πληθσσμού (%) χώρα Δυρώπη (μέζη ηιμή) ρήκα 1.2: Κάιπςε ησλ πδαηηθψλ αλαγθψλ (ζε πνζνζηφ ηνπ πιεζπζκνχ) κε ππφγεην λεξφ ζε ρψξεο ηεο Δπξψπεο (ηνηρεία απφ Martínez Navarette et al., 2007). 1.2 Δίδε πδξνκαζηεπηηθώλ έξγσλ Γηα ηελ απφιεςε λεξνχ απφ ηνπο ππφγεηνπο πδξνθνξείο ν άλζξσπνο απφ αξραηνηάησλ ρξφλσλ θαηαζθεχαζε δηάθνξα έξγα πνπ νλνκάδνληαη πδξνκαζηεπηηθά έξγα. Ο φξνο πδξνιεπηηθά έξγα είλαη επξχηεξνο θαη αλαθέξεηαη ζηα ηερληθά έξγα κε ηα νπνία γίλεηαη αμηνπνίεζε ηφζν ησλ ππφγεησλ φζν θαη ησλ επηθαλεηαθψλ λεξψλ. Σα πδξνκαζηεπηηθά έξγα δηαθξίλνληαη ζε νξηδόληηα θαη ζε θαηαθόξπθα. Σα νξηδφληηα είλαη νη γαιαξίεο ή ζηνέο θαη νη νξηδφληηνη αγσγνί. Σα θαηαθφξπθα έξγα είλαη ηα πεγάδηα (θξέαηα, wells) θαη νη γεσηξήζεηο (boreholes). Απφ ηα παιαηφηεξα έξγα είλαη ηα qanats, έλα ζθαξίθεκα ησλ νπνίσλ παξνπζηάδεηαη ζην ρ Σν qanat είλαη κηα ζήξαγγα πνπ ζπλδέεη ηνπο ππζκέλεο ελφο ζπζηήκαηνο πεγαδηψλ θαη ε εθεχξεζή ησλ απνδίδεηαη ζηνπο Πέξζεο ηνλ 8-10 αηψλα π.υ. θαη ζηε ζπλέρεηα δηαδφζεθαλ θαη εμππεξεηνχζαλ πδξεπηηθέο θαη αξδεπηηθέο αλάγθεο ζηηο ρψξεο ηεο Μέζεο Αλαηνιήο, ηελ Διιάδα, ηελ Κχπξν, ηελ Αίγππην, ηελ Αηζηνπία, ηε Νφηην Ακεξηθή θαη αιινχ. ην Ιξάλ αθφκα θαη ζήκεξα γίλεηαη ρξήζε ησλ qanats γηα ηελ θάιπςε κέξνπο ησλ πδαηηθψλ αλαγθψλ. Σν 3

14 κήθνο ηεο ζήξαγγαο πνπ έλσλε ηα πεγάδηα, ηα νπνία αλνξχζζνληαλ ην έλα θνληά ζην άιιν, έθζαλε κέρξη 50 Km ζηελ Πεξζία. ρήκα 1.3: θαξίθεκα ελφο qanat (πάλσ) θαη ηνκή (θάησ) (Βαβιηάθεο, 1998). Οξηδφληηα έξγα κεηαθνξάο θαηαζθεπάζζεθαλ ζηηο πεξηνρέο φπνπ αλαπηχρζεθαλ νη πξψηνη πνιηηηζκνί. χκθσλα κε ηελ αξραηνινγηθή έξεπλα, ζεκαληηθά έξγα χδξεπζεο θαη απνρέηεπζεο θαηαζθεπάζζεθαλ επίζεο θαηά ηνπο Μηλσηθνχο ρξφλνπο ζηελ Κξήηε. ήξαγγεο θαη αγσγνί γηα ηε κεηαθνξά λεξνχ, έρνπλ αλαθεξζεί ζηε Παιαηζηίλε (1200 π.υ.), ε Δππαιίλεηνο ζήξαγγα ζηε άκν κήθνπο 3 Km, ην Αδξηάλεην πδξαγσγείν (125 κ.υ.) γηα ηε κεηαθνξά λεξνχ απφ ηε ηπκθαιία ζηελ πεδηλή Κνξηλζία, ην Αδξηάλεην πδξαγσγείν ζηελ Αζήλα θ.ά. Σν Αδξηάλεην πδξαγσγείν ζηελ Κνξηλζία είρε κήθνο 85 km θαη μεθηλνχζε απφ ηηο πεγέο ζηελ πεξηνρή ηπκθαιίαο θαη έθζαλε ζηελ Κφξηλζν (Παλά & Βνπδνχξεο, 2008). Αιινχ είρε επίγεηεο αχιαθεο, αιινχ πεξλνχζε απφ ζήξαγγεο θαη αιινχ ήηαλ ελαέξην κε ρηηζηέο αςίδεο (ρ. 1.4). 4

15 ρήκα 1.4: Αλαπαξάζηαζε φδεπζεο αγσγνχ ηπκθαιίαο-αξραίαο Κνξίλζνπ (Αδξηάλεην πδξαγσγείν) θαη ππφγεηα ζηνά ηνπ Αδξηάλεηνπ πδξαγσγείνπ (Lolos 1997, κε ηξνπνπνηήζεηο). Τπάξρεη θαη κηα ηξίηε θαηεγνξία πδξνκαζηεπηηθψλ έξγσλ ηα κηθηά, ηα νπνία είλαη ζπλδπαζκφο νξηδφληησλ θαη θαηαθφξπθσλ έξγσλ. Η Κνηλή Τπνπξγηθή Απφθαζε πνπ εθδφζεθε ζηα πιαίζηα εθαξκνγήο ηεο Οδεγίαο γηα ηα λεξά 2000/60/ΔΚ θαη ηνπ λφκνπ 3199/2003 πνπ ελζσκαηψλεη ηελ Οδεγία ζηελ ειιεληθή λνκνζεζία, δηαθξίλεη ηξεηο θαηεγνξίεο πδξνκαζηεπηηθψλ έξγσλ: 1) εκεηαθά (γεσηξήζεηο, πεγάδηα) 2) Δθηεηακέλα (θξάγκαηα, ηάθξνη, ζήξαγγεο, ζπλδπαζκφο κε πεγάδηα θ.ιπ.) 3) Έξγα πδξνκάζηεπζεο πεγψλ Η δηάθξηζε ησλ πεγαδηψλ θαη ησλ γεσηξήζεσλ ζηεξίδεηαη ζην φηη ηα πεγάδηα είλαη κηθξνχ ζρεηηθά βάζνπο (<15-20 m) θαη κεγάιεο δηακέηξνπ (1,5-3 m), ελψ νη γεσηξήζεηο είλαη κεγάινπ βάζνπο θαη κηθξήο δηακέηξνπ (30 cm). ήκεξα θαηαζθεπάδνληαη πδξνγεσηξήζεηο πνπ θζάλνπλ κέρξη βάζνπο 650 m ζηελ Κξήηε θαη αιινχ. Με ηηο γεσηξήζεηο γίλεηαη εθκεηάιιεπζε βαζηψλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ θαη έρνπλ κεγαιχηεξεο παξνρέο απφ ηα πεγάδηα. Ο ιφγνο ηνπ βάζνπο πξνο ηε δηάκεηξν είλαη γηα κελ ηα πεγάδηα 3-10, γηα δε ηηο γεσηξήζεηο (νχιηνο, 2008). 5

16 1.3 Πεγάδηα Σα πεγάδηα δηαθξίλνληαη αλάινγα ηνπ ηξφπνπ θαηαζθεπήο ηνπο ζε: ζθαθηά (dug), δηάηξεηα (bored), ζσιελσηά (driven) θαη εθηνμεπφκελνπ λεξνχ (jetted). Σα ζθαθηά είλαη πην παιηά πδξνκαζηεπηηθά έξγα κε βάζνο πνπ θζάλεη κέρξη ηα 20 m, θαη ραξαθηεξηζηηθά κεγάιε δηάκεηξν πνπ θπκαίλεηαη απφ 1-10 m κε ζπλεζέζηεξε ηα 3 m.. Σν ηνίρσκά ηνπο είλαη ζπλήζσο απφ μεξνιηζηά γηα λα κπνξεί λα εηζέξρεηαη ην λεξφ (ρ. 1.5). ηα λεψηεξα ζθαθηά πεγάδηα ηνπνζεηείηαη ραιηθφθηιηξν πεξηκεηξηθά ηνπ ηνηρψκαηνο (εθηφο ησλ πεξηπηψζεσλ εθζθαθήο ζε αζβεζηνιίζνπο) θαη ηζηκεληψλνληαη κέρξη ηνπ βάζνπο ηεο ζηάζκεο ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ. Η κέζε παξνρή ηνπο αλέξρεηαη ζε m 3 /h, αλ θαη αλαθέξνληαη θαη ζεκαληηθά κεγαιχηεξεο παξνρέο. Η άληιεζε ηνπ λεξνχ γηα βάζε κηθξφηεξα ησλ 7,8 m γίλεηαη κε ρεηξνθίλεηεο αληιίεο (ηνπινχκπα), ελψ ζηελ αξραηφηεηα γηλφηαλ κε ηε βνήζεηα δψσλ (ρ. 1.6). ρήκα 1.5: θαθηφ πεγάδη κε μεξνιηζηά (Todd, 1980, Απφ Καιιέξγε, 1999). 6

17 ρήκα 1.6: Άληιεζε λεξνχ απφ πεγάδη κε ηε βνήζεηα δψνπ (IGME, 2001). Σα δηάηξεηα πεγάδηα θαηαζθεπάδνληαη ζε ραιαξνχο γεσινγηθνχο ζρεκαηηζκνχο γηα ηελ εθκεηάιιεπζε αβαζψλ πδξνθνξέσλ κε ηε βνήζεηα ρεηξνθίλεησλ ή κεραλνθίλεησλ εδαθνιεπηψλ. Σν βάζνο θζάλεη ηα m θαη ε δηάκεηξνο ην 1 m. Πνιιά ηέηνηα πεγάδηα θαηαζθεπάδνληαη κε ηα ρέξηα ζε πνιιέο πεξηνρέο ηνπ πιαλήηε (ρ. 1.7). Σα ζσιελσηά πεγάδηα θαηαζθεπάδνληαη ζε ιεπηφθνθθα ραιαξά εδάθε κε ηελ εηζαγσγή ζσιήλσλ ζπλδεδεκέλσλ κεηαμχ ηνπο κε δηαδνρηθέο πξνσζήζεηο θαη ηε ρξήζε ζθπξηψλ. Σν βάζνο θζάλεη ηα m θαη ε δηάκεηξνο ηα 3-10 cm (Καιιέξγεο, 1999). Η άληιεζε ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ απφ βάζνο κέρξη 7,8 m γίλεηαη κε ρεηξνθίλεηεο αλαξξνθεηηθέο αληιίεο (ηνπινχκπεο). Η παξνρή ηνπο αλέξρεηαη ζε 3-8 m 3 /h. Υξεζηκνπνηνχληαη ζπρλά γηα ηελ απνζηξάγγηζε ζέζεσλ εθζθαθήο ή ππνβηβαζκφ ηεο ζηάζκεο ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ γηα ηε ζεκειίσζε θαηαζθεπψλ. Σα πεγάδηα κε εθηόμεπζε λεξνχ θαηαζθεπάδνληαη κε ηε ρξήζε λεξνχ, πνπ εθηνμεχεηαη κε πίεζε ζε ραιαξφ ιεπηφθνθθν έδαθνο. Σν έδαθνο δηαβξψλεηαη θαη ιφγσ ηεο ηαρχηεηαο ηνπ λεξνχ ηα εδαθηθά πιηθά σζνχληαη έμσ απφ ην πεγάδη. Έηζη γίλεηαη ζηαδηαθά ε εθβάζπλζε ηνπ πεγαδηνχ κέρξη βάζνπο πεξίπνπ 15 m. πλήζσο γίλεηαη πξνζσξηλή ζσιήλσζε θαη ηνπνζέηεζε ραιηθφθηιηξνπ. Η 7

18 δηάκεηξφο ηνπο είλαη κηθξή, φπσο θαη ζηα ζσιελσηά πεγάδηα 3-10 cm θαη ε παξνρή ηνπο επίζεο κηθξή. ρήκα 1.7: Δθζθαθή κε ηα ρέξηα γηα ηελ αλφξπμε πεγαδηνχ ζηελ Κέλπα (Polaris/Apeiron/Photos). 1.4 Τδξνγεσηξήζεηο Η εμάληιεζε θαη ε ξχπαλζε ησλ επηθαλεηαθψλ πδξνθνξέσλ (θξεάηησλ) έρεη αρξεζηεχεη πνιιά πεγάδηα θαη έηζη ε εθκεηάιιεπζε ησλ ππφγεησλ λεξψλ ζήκεξα γίλεηαη ζρεδφλ απνθιεηζηηθά κε ηηο γεσηξήζεηο. Οη πδξνγεσηξήζεηο απνηεινχλ ην 95% ησλ γεσηξήζεσλ πνπ πξαγκαηνπνηνχληαη ζηνλ ειιαδηθφ ρψξν θαη γηα ην ιφγν απηφλ ζα γίλεη δηεμνδηθή αλαθνξά γηα ηνλ ηξφπν ζρεδηαζκνχ θαη θαηαζθεπήο ηνπο ζηα επφκελα θεθάιαηα. Η πδξνγεψηξεζε είλαη έλα ηερληθφ έξγν, ζην νπνίν φιεο ζρεδφλ νη εξγαζίεο είλαη ζρεδφλ αθαλείο, δει. γίλνληαη ζην ππέδαθνο. Γηα ην ιφγν απηφλ πξέπεη λα γίλεη θαηάιιεινο ζρεδηαζκφο, ψζηε λα απνθεπρζνχλ αζηνρίεο θαη λα πιεξνί ηνλ ζθνπφ γηα ηνλ νπνίν γίλεηαη δει. ε παξαγσγή θαιήο πνηφηεηαο λεξνχ ζε ηθαλνπνηεηηθή πνζφηεηα κε ηελ ειάρηζηε δπλαηή πηψζε ζηάζκεο θαη επηπιένλ λα κεγηζηνπνηεζεί ε δηάξθεηα δσήο ηεο. Έλαο ηθαλνπνηεηηθφο ρξφλνο δσήο κηαο πδξνγεψηξεζεο είλαη πεξίπνπ ηα ρξφληα. Μεηά γίλεηαη θαζαξηζκφο ή αληηθαηάζηαζε, θπξίσο ιφγσ απφθξαμεο ησλ θίιηξσλ. 8

19 Η επηινγή ηεο ζέζεο αλφξπμεο κηαο γεψηξεζεο ιακβάλεη ππφςε κηα ζεηξά θξηηήξηα, φπσο: πδξνγεσινγηθά, πνηφηεηαο, νηθνλνκνηερληθά. Σα πδξνγεσινγηθά θξηηήξηα ιακβάλνπλ ππφςε ηα πδξαπιηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πδξνθνξέα θαη ηηο ζπλζήθεο ηξνθνδνζίαο ηνπ. Η επηινγή ηεο ζέζεο αλφξπμεο πξνυπνζέηεη νινθιεξσκέλε πδξνγεσινγηθή έξεπλα επηθαλείαο θαη ππεδάθνπο. ε νξηζκέλεο πεξηπηψζεηο απαηηείηαη θαη ε γεσθπζηθή (βάζνο ππνβάζξνπ, ξεμηγελείο δψλεο θ.ά) θαη ε ηζνηνπηθή έξεπλα (πξνζδηνξηζκφο δσλψλ ηξνθνδνζίαο, ηαρχηεηα ππφγεηνπ λεξνχ θ.ά.). Μηα θαηάιιειε πδξαπιηθή παξάκεηξνο, σο κέηξν δπλακηθφηεηαο ηνπ πδξνθνξέα, είλαη ε εηδηθή ηθαλφηεηα (specific capacity) πνπ νξίδεηαη σο ην πειίθν (Q/s) ηεο παξνρήο (Q) πξνο ηελ πηψζε ζηάζκεο (s) ζε κηα αληινχκελε γεψηξεζε γηα έλα δνζκέλν ρξφλν. Μπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί επίζεο θαη ν ζπληειεζηήο κεηαβηβαζηηθφηεηαο (Σ), πνπ εθθξάδεη ηνλ φγθν λεξνχ πνπ πεξλά απφ κηα κνλαδηαία δηαηνκή ηνπ πδξνθνξέα κε πδξαπιηθή θιίζε ίζε κε 1. Σα θξηηήξηα πνηφηεηαο ιακβάλνπλ ππφςε ηελ πθηζηάκελε πνηνηηθή θαηάζηαζε ησλ ππφγεησλ λεξψλ ζε κηα πεξηνρή, θαζψο θαη ην δπλακηθφ ξχπαλζεο ή ηελ ηξσηφηεηα ησλ ππφγεησλ λεξψλ ζηελ εμσηεξηθή ξχπαλζε. Σέινο, ηα νηθνλνκηθά θξηηήξηα ιακβάλνπλ ππφςε ηε κνξθνινγία (θιίζε ηνπ εδάθνπο), ηελ επθνιία πξφζβαζεο, ην θφζηνο αλφξπμεο, ηελ απφζηαζε απφ πθηζηάκελα έξγα πδξνκάζηεπζεο θαη πεγέο, φπσο θαζνξίδεηαη απφ ηε λνκνζεζία. Με βάζε ηα αλσηέξσ θξηηήξηα έρνπλ αλαπηπρζεί ηερληθέο, φπσο ε πνιπθξηηεξηαθή αλάιπζε θαη ε αζαθήο ινγηθή ζε πεξηβάιινλ GIS γηα ηελ επηινγή ηεο θαηάιιειεο ζέζεο γηα ηελ αλφξπμε παξαγσγηθψλ πδξνγεσηξήζεσλ (Αλησλάθνο θ.ά., 2008). Η βέιηηζηε ζρεδίαζε κηαο πδξνγεψηξεζεο έρεη ηνπο θάησζη ζηφρνπο: Η επίηεπμε ηεο κέγηζηεο παξνρήο κε ηελ ειάρηζηε πηψζε ζηάζκεο Απφιεςε λεξνχ θαιήο πνηφηεηαο θαη θαηάιιειε πξνζηαζία απφ ηελ κφιπλζε Σν αληινχκελν λεξφ λα είλαη απαιιαγκέλν απφ ιεπηνκεξή πιηθά Μεγηζηνπνίεζε ηεο δηάξθεηαο δσήο ηεο πδξνγεψηξεζεο (>25 ρξφληα) Διαρηζηνπνίεζε ησλ βξαρππξφζεζκσλ θαη καθξνπξφζεζκσλ δαπαλψλ γηα αλφξπμε, ζπκπιήξσζε, αλάπηπμε θαη ζπληήξεζε. 9

20 Η αλφξπμε ησλ πδξνγεσηξήζεσλ γίλεηαη κε ηε ρξήζε γεσηξππάλσλ, μεθηλψληαο απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο κέρξη θάπνην βάζνο, αλάινγα κε ηνλ ζθνπφ θαη ηηο γεσινγηθέο ζπλζήθεο ηεο πεξηνρήο. Οη ηερληθέο δηάηξεζεο πνπ εθαξκφδνληαη είλαη θπξίσο ε θξνπζηηθή θαη ε πεξηζηξνθηθή, θαζψο θαη ζπλδπαζκφο ηνπο. Η αλαιπηηθή πεξηγξαθή ηνπο γίλεηαη ζην επφκελν θεθάιαην. Η αλφξπμε γεσηξήζεσλ, ζχκθσλα κε ηελ ηζρχνπζα λνκνζεζία, απαηηεί ηελ έθδνζε πξνκειέηεο (ΠΠΔ) θαη κειέηεο πεξηβαιινληηθψλ επηπηψζεσλ (ΜΠΔ), αλάινγα κε ηελ θαηεγνξηνπνίεζε ηνπ έξγνπ. Γει. αλ ε γεψηξεζε πξννξίδεηαη λα πδξεχζεη πιεζπζκφ θάησ ησλ 1000 θαηνίθσλ γίλεηαη κειέηε, ελψ αλ πξννξίδεηαη λα πδξεχζεη πιεζπζκφ άλσ ησλ 1000 εθπνλείηαη πξψηα πξνκειέηε θαη κεηά ηελ έγθξηζή ηεο κειέηε πεξηβαιινληηθψλ επηπηψζεσλ (ΚΤΑ /15393/2332/ ). ην Παξάξηεκα παξαηίζεηαη έλα ππφδεηγκα ζπγγξαθήο πξνκειέηεο πεξηβαιινληηθψλ επηπηψζεσλ (ΠΠΔ) γηα ηελ αλφξπμε κηαο πδξεπηηθήο γεψηξεζεο. 10

21 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2 ΣΔΥΝΙΚΔ ΓΙΑΣΡΗΗ ΓΔΧΣΡΗΔΧΝ Έλλνηεο θιεηδηά: Κξνπζηηθή, πεξηζηξνθηθή δηάηξεζε, γεσηξχπαλα, δηαηξεηηθά ξεπζηά 2.1 Κξνπζηηθή δηάηξεζε Η θξνπζηηθή δηάηξεζε (percussion drilling) είλαη ε παιαηφηεξε ηερληθή (γλσζηή ζηνπο Κηλέδνπο απφ ην 6 ν αηψλα π.υ.) θαη γίλεηαη κε ηνπο εμήο ηξφπνπο: Με ζπξκαηόζρνηλν Η δηάηξεζε πξαγκαηνπνηείηαη κε ηε βνήζεηα ελφο θνπηηθνχ άθξνπ (θνπίδη), ην νπνίν θξέκεηαη, κέζσ ζπλδέζκσλ, κε ζπξκαηφζρνηλν πνπ αλεβνθαηεβαίλεη θαη πξνθαιεί θξνχζεηο ζην έδαθνο ή πέηξσκα, πξνθαιψληαο ζξαχζε θαη πνιηνπνίεζή ηνπ, ιφγσ ηνπ βάξνπο (κέρξη 1500 kg). Σν αλεβνθαηέβαζκα γίλεηαη είηε κε ην ρέξη ζηα πξσηφγνλα γεσηξχπαλα, είηε κε ην κεραληζκφ πξφθιεζεο θξνχζεσλ κε ηε βνήζεηα πεξηζηξεθφκελνπ θπιίλδξνπ θαη κεηαηηζέκελεο ξάβδνπ (ρ. 2.1). πλήζεο ξπζκφο είλαη πηψζεηο αλά ιεπηφ. Σν θνπίδη έρεη κήθνο 1-3 m, δηάθνξα ζρήκαηα θαη είλαη θηηαγκέλν απφ ράιπβα ή κεηαιιηθά θξάκαηα γηα λα απνθηήζεη επηζπκεηέο ηδηφηεηεο π.ρ. ζθιεξφηεηα κεγαιχηεξε απφ απηήλ ησλ πεηξσκάησλ. Η δηάηξεζε δηεπθνιχλεηαη κε ηε ρξήζε λεξνχ, ην νπνίν ςχρεη ην θνπίδη θαη πνιηνπνηεί ην πέηξσκα. Γηα ην ιφγν απηφ ε ηξχπα πξέπεη λα πεξηέρεη πάληα θάπνηα πνζφηεηα λεξνχ. ε πεξίπησζε θαηαπηψζεσλ ε δεκηνπξγία πνιηνχ κε πξνζζήθε κπεληνλίηε ζην λεξφ είλαη ε θαιχηεξε ιχζε γηα ηε ζπγθξάηεζή ηνπο. Σα δηαηξεζέληα πιηθά (ηξίκκαηα, cutting) απνκαθξχλεηαη κε ηνλ θάδν απνθνκηδήο, ρσξεηηθφηεηαο πεξίπνπ 250 L, ν νπνίνο έρεη κηα βαιβίδα ζην θάησ κέξνο πνπ ζθξαγίδεη φηαλ γεκίζεη κε ηξίκαηα. 11

22 Η δηάκεηξνο ησλ γεσηξήζεσλ πνπ αλνξχζζνληαη κε απηφλ ηνλ ηξφπν θπκαίλεηαη κεηαμχ 8 cm θαη 60 cm. Η κέζνδνο πξνζθέξεηαη ζηα ζπκπαγή πεηξψκαηα, ελψ αληίζεηα ζηα ραιαξά εδαθηθά πιηθά απαηηείηαη ζπλερήο ζσιήλσζε, ιφγσ θαηαπηψζεσλ. Η ζπλερήο ζσιήλσζε γίλεηαη κε ζσιήλα κε κηθξφηεξε δηάκεηξν θαη ηειηθά δεκηνπξγείηαη κηα ηειεζθνπηθή γεψηξεζε. Μεηνλεθηήκαηα ηεο κεζφδνπ: είλαη ν πεξηνξηζκφο ζην βάζνο (κέρξη 100 m), ν αξγφο ξπζκφο δηάηξεζεο, ε αλάγθε ζπλερνχο ζσιήλσζεο ζηα ραιαξά πιηθά θαη ε αδπλακία εθηέιεζεο γεσθπζηθψλ δηαζθνπήζεσλ πνπ απαηηνχλ αζσιήλσηε γεψηξεζε. Πιενλεθηήκαηα ηεο θξνπζηηθήο δηάηξεζεο: είλαη ην κηθξφ θφζηνο, ε εχθνιε ζπληήξεζε ηνπ απιντθνχ εμνπιηζκνχ, ε κηθξή πνζφηεηα λεξνχ πνπ απαηηείηαη θαη ε αθξίβεηα ζηε δεηγκαηνιεςία. 12

23 ρήκα 2.1: Κξνπζηηθή γεψηξεζε κε ζπξκαηφζρνηλν θαη κε κεηαηηζέκελε ξάβδν (α), θνπηηθφ άθξν (β), δηαηξεηηθφ ζηέιερνο (γ), ηξνθνδφηεο λεξνχ (δ), ζχλδεζκνη (ε), ηχπνη θάδσλ απνθνκηδήο (ζη), κεραληζκφο πξφθιεζεο θξνχζεσλ (δ) (Huisman, 1972, Todd 1980, Απφ Καιιέξγε, 2000) Με ειεύζεξε πηώζε Δίλαη παξφκνηα κε ηελ πξνεγνχκελε κέζνδν κε ηε δηαθνξά φηη, νη ζχλδεζκνη έρνπλ αληηθαηαζηαζεί κε κηα δηάηαμε πνπ επηηξέπεη ηελ ειεχζεξε πηψζε ηνπ θνπηδηνχ. Σν ζπξκαηφζρνηλν έρεη αληηθαηαζηαζεί απφ κεηαιιηθέο ξάβδνπο. 13

24 Μεηά ηε δηάηξεζε 1-2 m, ε ζηήιε αλεβαίλεη θαη αληηθαζίζηαηαη ην θνπίδη απφ ηνλ θάδν απνθνκηδήο. ηε ζπλέρεηα θαηεβαίλεη θαη θαζαξίδεηαη ε ηξχπα θαη αθνινπζεί πάιη ε ρξνλνβφξα απηή δηαδηθαζία αληηθαηάζηαζεο ηνπ θάδνπ απφ ην θνπίδη γηα λα πξνρσξήζεη ε δηάηξεζε. Λφγσ ηνπ αξγνχ ξπζκνχ θαη ηνπ πςειφηεξνπ θφζηνπο ιφγσ ηεο απαίηεζεο πεξηζζφηεξσλ εξγαηηθψλ ρεξηψλ, ε ρξήζε ηεο κεζφδνπ απηήο είλαη πεξηνξηζκέλε Με πδξαπιηθό ηξόπν Η κέζνδνο απηή ζπλδπάδεη ηελ ελέξγεηα ησλ θξνχζεσλ κε ηελ ελέξγεηα δηάβξσζεο ηνπ εθηνμεπφκελνπ λεξνχ. Έηζη ηα ηξίκαηα απνκαθξχλνληαη κε ην λεξφ πνπ θπθινθνξεί ζπλερψο αθνινπζψληαο δχν δπλαηέο πνξείεο: - Καλνληθή ή ζεηηθή, θαηά ηελ νπνία ην λεξφ θαηεβαίλεη απφ ηα ζηειέρε θαη αλεβαίλεη απφ ην θελφ αλάκεζα ζηα ζηειέρε (ρ. 2.2α). - Αλάζηξνθε θαηά ηελ νπνία ην λεξφ θπθινθνξεί αληίζεηα απφ ηελ θαλνληθή πνξεία (ρ. 2.2β). Καιχηεξα απνηειέζκαηα επηηπγράλνληαη κε ηελ αλάζηξνθε θπθινθνξία, αλ θαη ράλεηαη ε ελέξγεηα ιφγσ ηεο εθηφμεπζεο λεξνχ. ε πεξίπησζε θαηαπηψζεσλ ή φηαλ νη απψιεηεο λεξνχ είλαη κεγάιεο γίλεηαη πξνζσξηλή ζσιήλσζε ηεο γεψηξεζεο. Πιενλέθηεκα ηεο πδξαπιηθήο θξνπζηηθήο δηάηξεζεο είλαη ε ηαρχηεηα δηάηξεζεο ζε ζρέζε κε ηηο πξνεγνχκελεο. Σν βαζηθφ ηεο κεηνλέθηεκα είλαη ε αλαμηνπηζηία ζηε δεηγκαηνιεςία, γηαηί ην λεξφ ζπκπαξαζχξεη πιηθά απφ ηα ηνηρψκαηα, θαζψο θαη ε αδπλακία εληνπηζκνχ πδξνθνξέσλ κηθξήο δπλακηθφηεηαο, εμαηηίαο ηεο δπζθνιίαο πξνζδηνξηζκνχ ηεο ζηάζκεο ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ. Υξεζηκνπνηείηαη θπξίσο γηα ηελ θαηαζθεπή πηεδνκέηξσλ θαη φρη γηα ηελ θαηαζθεπή εξεπλεηηθψλ γεσηξήζεσλ. Απφ ηηο ηξεηο κεζφδνπο ηεο θξνπζηηθήο δηάηξεζεο πξνηηκφηεξε είλαη απηή κε ζπξκαηφζρνηλν, ιακβάλνληαο ππφςε ηνπο πεξηνξηζκνχο πνπ πξναλαθέξζεθαλ (Καιιέξγεο, 2000). 14

25 ρήκα 2.2: Τδξαπιηθή θξνπζηηθή δηάηξεζε, θαλνληθήο (α) θαη αλάζηξνθεο θπθινθνξίαο (β). Σα βέιε δείρλνπλ ηε ξνή ηνπ λεξνχ (Huisman, 1972, Απφ Καιιέξγε, 2000) Μέζνδνο Καιηθόξληαο Υξεζηκνπνηείηαη έλαο θάδνο θαζαξηζκνχ, ν νπνίνο πξνσζείηαη κε πδξαπιηθφ ηξφπν θαη κε ην βάξνο ηνπ ζξπκκαηίδεη ηα πεηξψκαηα θαη πξνρσξεί ζε βάζνο. Δθαξκφδεηαη ζε ραιαξνχο γεσινγηθνχο ζρεκαηηζκνχο. 15

26 2.1.5 Κξνπζηηθό γεσηξύπαλν Σα θξνπζηηθά γεσηξχπαλα είλαη απιά ζηνλ ρεηξηζκφ (1-2 άηνκα πξνζσπηθνχ), εχθνια ζηε κεηαθνξά θαη ζπληήξεζε, ρακεινχ θφζηνπο θαη απνηεινχληαη απφ (ρ. 2.2): - έλα πχξγν ή γάβξηα (mast) πνπ ζηελ θνξπθή έρεη κία ή πεξηζζφηεξεο ηξνραιίεο - έλα βαξνχιθν (hoist) - ηνλ πεηξειαην-θηλεηήξα - ηνλ κεραληζκφ θίλεζεο ηνπ ζπξκαηφζρνηλνπ γηα ηελ πξφθιεζε θξνχζεσλ - ηελ αληιία θπθινθνξίαο λεξνχ γηα ηα πδξαπιηθά θξνπζηηθά γεσηξχπαλα Η δηαηξεηηθή ζηήιε απνηειείηαη απφ: - ην θνπίδη (drill bit) - ην ζπξκαηφζρνηλν - ν θάδνο απνθνκηδήο (bailer) - ηα ζηειέρε (drill stem) - νη ζχλδεζκνη (jars) θαη - ν πεξηζηξεθφκελνο ηξνθνδφηεο λεξνχ (swivel). Σα αλσηέξσ ηκήκαηα απνηεινχλ ηα ζπλνδά κέξε (παξειθφκελα) ηνπ θξνπζηηθνχ γεσηξππάλνπ. 16

27 2.2 Πεξηζηξνθηθή δηάηξεζε Η πεξηζηξνθηθή κέζνδνο δηάηξεζεο (rotary method) είλαη κηα γξήγνξε κέζνδνο αλφξπμεο βαζεηψλ γεσηξήζεσλ. Η κέζνδνο εθαξκφδεηαη κε πνιιέο παξαιιαγέο θαη γεληθά πξαγκαηνπνηείηαη κε ηε ζπλερή πεξηζηξνθή ηνπ θνπηηθνχ άθξνπ (θνπίδη), ε νπνία κεηαδίδεηαη απφ ηνλ θηλεηήξα κέζσ εηδηθψλ κεηαιιηθψλ ζσιήλσλ (ζηειέρε). Σα ζηειέρε, κήθνπο 3-6 m, επηηξέπνπλ ηε ξνή λεξνχ ή πνιηνχ κέζα απφ ην εζσηεξηθφ ηνπο θαη ζπλδένληαη κεηαμχ ηνπο κε κνχθεο. Σα πιενλεθηήκαηά ηεο: είλαη ν γξήγνξνο ξπζκφο δηάηξεζεο, ε απνθπγή πξνζσξηλήο ζσιήλσζεο θαηά ηε δηάηξεζε, κεγάιν βάζνο δηάηξεζεο θαη ε δπλαηφηεηα εθηέιεζεο γεσθπζηθψλ δηαζθνπήζεσλ (αζσιήλσηε γεψηξεζε). Σα κεηνλεθηήκαηα ηεο πεξηζηξνθηθήο κεζφδνπ: είλαη ην πςειφ θφζηνο ιεηηνπξγίαο θαη ζπληήξεζεο ηνπ εμνπιηζκνχ, ε αλάγθε γηα θαζαξηζκφ ηεο γεψηξεζεο κεηά ην πέξαο ηεο δηάηξεζεο, κε αληηπξνζσπεπηηθή δεηγκαηνιεςία θαη απαίηεζε λεξνχ. Σν πεξηζηξνθηθφ γεσηξχπαλν απνηειείηαη απφ ηνλ πχξγν (γάβξηα), ηελ ηξνραιία, ην βαξνχιθν, ηελ ηξάπεδα πεξηζηξνθήο, ηνλ θηλεηήξα θαη ηελ πειαληιία (ρ. 2.3). Σα πδξαπιηθά γεσηξχπαλα ηείλνπλ λα αληηθαηαζηήζνπλ ηα γεσηξχπαλα κε πεξηζηξεθφκελε ηξάπεδα. Σα πδξαπιηθά γεσηξχπαλα πεηπραίλνπλ κεγάιεο ηαρχηεηεο δηάηξεζεο, αιιά έρνπλ πςειφ θφζηνο αγνξάο θαη ζπληήξεζεο. Η δηαηξεηηθή ζηήιε απνηειείηαη απφ ην θνπίδη θαη ηα αληίβαξα, ηα ζηειέρε απφ ράιπβα, ηελ πεξηζηξεθφκελε ξάβδν (kelly) πνπ είλαη ζπλήζσο ζηέιερνο κε ηεηξάγσλε δηαηνκή θαη ζηελ νπνία πξνζαξκφδεηαη ε δηαηξεηηθή ζηήιε θαη ηνλ πεξηζηξεθφκελν ηξνθνδφηε λεξνχ πνπ ζπλδέεη ηε δηαηξεηηθή ζηήιε κε ηελ αθίλεηε πειαληιία. Η ζηήιε παίξλεη θίλεζε απφ ην γεσηξχπαλν κε ηε κεζνιάβεζε ηνπ ζηειέρνπο (kelly) θαη θαηάιιεια γξαλάδηα. Σα θνπίδηα (drill bit) έρνπλ δηάθνξα ζρήκαηα (ρ. 2.4): ηξίθηεξν, ηεηξάθηεξα, ηξίθσλν θ.ά. Σα ηξίθσλα ελδείθλπληαη γηα ηε δηάηξεζε ζε ζθιεξά πεηξψκαηα, ελψ ηα ηξίθηεξα γηα ηα ραιαξά πεηξψκαηα. Τπάξρεη δπλαηφηεηα αληηθαηάζηαζεο ησλ νδνλησηψλ ηξνρψλ απφ ηξνρνχο κε ζθαηξηθά θαξβίδηα (αδακαληνθνξψλεο), απμάλνληαο έηζη ηε κεραληθή αληνρή θαη ηε δηάξθεηα δσήο ηνπο. Σν δηακάληη σο γλσζηφλ είλαη ηα πην ζθιεξφ νξπθηφ θαη έρεη ηηκή 10 (κέγηζηε) ζηελ θιίκαθα 17

28 ζθιεξφηεηαο ηνπ Mohs. Σν δηακάληη έρεη επίζεο κεγάιε ζεξκηθή αγσγηκφηεηα, γεγνλφο πνπ ηνπ επηηξέπεη λα απνξξνθά ηε ζεξκφηεηα πνπ αλαπηχζζεηαη ζην θνπηηθφ άθξν θαη λα πξνζηαηεχεηαη έηζη απφ ηελ θαχζε θαη ηε ζεξκηθή ζξαχζε (ηακαηάθε, 2003). ρήκα 2.3: Πεξηζηξνθηθφ γεσηξχπαλν. 18

29 ρήκα 2.4: Γηάθνξνη ηχπνη θνπηδηψλ: ηξίθσλν (αξηζηεξά) θαη θνπίδη κε δηακάληηα (δεμηά). Η πεξηζηξνθηθή κέζνδνο κε πδξαπιηθφ γεσηξχπαλν (πδξαπιηθή πεξηζηξνθηθή κέζνδνο) δηαθξίλεηαη ζε: 1) Τδξαπιηθή πεξηζηξνθηθή κέζνδνο δηάηξεζεο κε θαλνληθή θπθινθνξία πνιηνχ 2) Τδξαπιηθή πεξηζηξνθηθή κέζνδνο δηάηξεζεο κε αλάζηξνθε θπθινθνξία πνιηνχ. Οη κέζνδνη απηέο πεξηγξάθνληαη αλαιπηηθά θαησηέξσ Τδξαπιηθή πεξηζηξνθηθή κέζνδνο δηάηξεζεο κε θαλνληθή θπθινθνξία Η κέζνδνο απηή πξαγκαηνπνηείηαη κε ζπλερή πεξηζηξνθή ηνπ θνπηδηνχ, κέζσ ηνπ νπνίνπ δηαβηβάδεηαη ζηελ ηξχπα έλαο εηδηθφο πνιηόο. Ο πνιηφο είλαη δηάιπκα λεξνχ πνπ πεξηέρεη ζπλήζσο κπεληνλίηε (Na-νχρνο ή Ca-νχρνο κνληκνξηινλίηεο) θαη ρξεζηκεχεη ζηε ςχμε θαη ιίπαλζε ηνπ θνπηδηνχ, ζηε ζπγθξάηεζε ησλ ηνηρσκάησλ ηεο ηξχπαο θαη ηελ άλνδν ησλ ηξηκκάησλ (cuttings, πιηθφ δηάηξεζεο) ζηελ επηθάλεηα (ρ. 2.5). 19

30 ρήκα 2.5: Λάθθνο πνιηνχ ζηελ πδξαπιηθή πεξηζηξνθηθή δηάηξεζε (US Water and Power Resources Service, 1981, Απφ Καιιέξγε, 1999). Ο πνιηφο ιακβάλεηαη απφ ηνλ ιάθθν (δεμακελή) θαη κε ηε βνήζεηα αληιίαο αλεβαίλεη ζην πάλσ άθξν ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο θαη δηαβηβάδεηαη ζην εζσηεξηθφ ησλ ζηειερψλ. Η θάζνδνο ηνπ πνιηνχ απφ ηε δηαηξεηηθή ζηήιε ζην θνπίδη θαη ζηε ζπλέρεηα ε άλνδνο ζηελ επηθάλεηα απφ ηνλ θελφ ρψξν κεηαμχ ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο θαη ησλ ηνηρσκάησλ νλνκάδεηαη θαλνληθόο ή ζεηηθόο ηξόπνο θπθινθνξίαο ηνπ πνιηνχ (ρ. 2.6). Μεηά ηελ άλνδν ν πνιηφο ζηελ επηθάλεηα, αθνχ πεξάζεη απφ θφζθηλα θαη δηαθξάγκαηα θαη ζπγθξαηεζνχλ ηα κεγαιχηεξα ηξίκκαηα, νδεγείηαη ζε έλα ιάθθν, φπνπ απνζέηεη ηα ιεπηφηεξα ηξίκκαηα πνπ θαζηδάλνπλ ζηνλ ππζκέλα θαη ζηε ζπλέρεηα αλαξξνθάηαη απφ ηελ πειαληιία θαη επαλαδηαβηβάδεηαη ζηε δηαηξεηηθή ζηήιε. 20

31 ρήκα 2.6: Καλνληθφο ηξφπνο θπθινθνξίαο πνιηνχ ζηελ πδξαπιηθή πεξηζηξνθηθή δηάηξεζε (Todd, 1980, Απφ Καιιέξγε, 1999). Πνιηόο γηα δηαηξεηηθό πγξό Πιενλεθηήκαηα: Η ρξήζε ηνπ πνιηνχ (δηάιπκα λεξνχ κε κπεληνλίηε) ςχρεη θαη ιηπαίλεη ην θνπίδη. Αλεβάδεη ηα ηξίκκαηα ζηελ επηθάλεηα θαη ζπγθξαηεί πξνζσξηλά ηα ηνηρψκαηα ηεο γεψηξεζεο. Έρεη ζημνηξνπηθέο ηδηφηεηεο (φηαλ είλαη αθίλεην ζπκπεξηθέξεηαη σο ζηεξεφ θαη φηαλ θηλείηαη σο ξεπζηφ) θαη θξαηά ελ αησξήζεη ηα πξντφληα ηεο δηάηξεζεο, φηαλ ζηακαηήζεη ε δηάηξεζε. Αληηζηαζκίδεη κε ηελ άλσζε ην βάξνο ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο. Δκπνδίδεη ηελ είζνδν πγξψλ ζηε γεψηξεζε. Μεηνλεθηήκαηα: Η γεψηξεζε κεηά ηε γεψηξεζε απαηηεί θαιφ θαζαξηζκφ (αλάπηπμε ηεο γεψηξεζεο) γηα λα απνκαθξπλζεί ν πιαθνχληαο (θξνχζηα, δειαηίλε) πνπ δεκηνπξγείηαη ζηα ηνηρψκαηα. Πξνβιήκαηα ζηελ αληηκεηψπηζε ησλ απσιεηψλ πνιηνχ ζηα έγθνηια ησλ θαξζηηθψλ πεηξσκάησλ. 21

32 2.2.3 Τδξαπιηθή πεξηζηξνθηθή κέζνδνο δηάηξεζεο κε αλάζηξνθε θπθινθνξία Υξεζηκνπνηείηαη γηα ηε δηάηξεζε γεσηξήζεσλ κεγάιεο δηακέηξνπ ζε ραιαξνχο γεσινγηθνχο ζρεκαηηζκνχο θαη δελ ελδείθλπηαη γηα ζπλεθηηθά πεηξψκαηα ή ζρεκαηηζκνχο κε νγθνιίζνπο. Η ξνή ηνπ πνιηνχ αθνινπζεί ηελ εμήο πνξεία: άλνδνο απφ ηε δηαηξεηηθή ζηήιε πξνο ηελ επηθάλεηα θαη ζηε δεμακελή, φπνπ απνηίζεληαη ηα ηξίκκαηα. Η ξνή απηή επηηπγράλεηαη κε ηε ρξήζε αεξνζπκπηεζηή ή αληιίαο. ηε ζπλέρεηα ν πνιηφο ξέεη κέζσ ζσιήλα ζηε γεψηξεζε αλάκεζα ζηε δηαηξεηηθή ζηήιε θαη ηα ηνηρψκαηα ηεο ηξχπαο. Πιενλεθηήκαηα: Η δεκηνπξγία πιαθνχληα κηθξφηεξνπ πάρνπο θαη ζπλεπψο επθνιφηεξνο θαζαξηζκφο ηεο γεψηξεζεο, θαιχηεξεο ζπλζήθεο επζηάζεηαο ησλ ηνηρσκάησλ ηεο γεψηξεζεο ζε ραιαξνχο ζρεκαηηζκνχο, ην θφζηνο ηεο δηάηξεζεο δελ απμάλεη ζεκαληηθά κε ηελ αχμεζε ηεο δηακέηξνπ ηεο γεψηξεζεο. Μεηνλεθηήκαηα: ε απαίηεζε κεγάισλ πνζνηήησλ λεξνχ ζε ζχγθξηζε κε ηε δηάηξεζε κε θαλνληθή θπθινθνξία θαη ε αδπλακία δηάηξεζεο ζε ζπλεθηηθά πεηξψκαηα. ηηο γεσηξήζεηο πνπ δηαηξχνληαη κε ηε κέζνδν απηήλ, ηνπνζεηείηαη πάληα ραιηθφθηιηξν, ιφγσ ηεο κεγάιεο δηακέηξνπ ησλ. ηνλ Πίλαθα 2.1 παξνπζηάδνληαη ζπλνπηηθά ηα κεηνλεθηήκαηα θαη πιενλεθηήκαηα ηεο θξνπζηηθήο θαη πεξηζηξνθηθήο κεζφδνπ δηάηξεζεο. Ο ξπζκφο δηάηξεζεο κε ηε κέζνδν απηή είλαη ηαρχηεξνο ζε ραιαξά ηδήκαηα κε πςειή ζηάζκε ππφγεηνπ λεξνχ. ε θάζε πεξίπησζε ε ζηάζκε πξέπεη λα δηαηεξείηαη ηερλεηά ςειά (3-4 m) κε πξνζζήθε λεξνχ, ψζηε λα είλαη δπλαηή ε αλαξξφθεζε απφ ηε θπγφθεληξε αληιία. Σν βάζνο κπνξεί λα απμεζεί κέρξη 400 m κε ηε ρξήζε δηπινχ ζσιήλα (ρ. 2.7). ηηο γεσηξήζεηο πνπ δηαηξχνληαη κε ηε κέζνδν απηήλ, ηνπνζεηείηαη πάληα ραιηθφθηιηξν, ιφγσ ηεο κεγάιεο δηακέηξνπ ησλ. ηνλ Πίλαθα 2.1 παξνπζηάδνληαη ζπλνπηηθά ηα κεηνλεθηήκαηα θαη πιενλεθηήκαηα ηεο θξνπζηηθήο θαη πεξηζηξνθηθήο κεζφδνπ δηάηξεζεο. 22

33 Πίλαθαο 2.1: Πιενλεθηήκαηα θαη κεηνλεθηήκαηα θξνπζηηθήο θαη πεξηζηξνθηθήο δηάηξεζεο. Κξνπζηηθή Πεξηζηξνθηθή Γξήγνξνο ξπζκφο δηάηξεζεο + Αθξίβεηα δεηγκαηνιεςίαο + Τςειφ θφζηνο + Γπλαηφηεηα εθηέιεζεο logging + Αλάγθε ζπλερνχο ζσιήλσζεο + Πεξηνξηζκφο βάζνπο αλφξπμεο + ρήκα 2.7: Αλάζηξνθνο ηξφπνο θπθινθνξίαο πνιηνχ ζηελ πεξηζηξνθηθή δηάηξεζε (UOP Johnson, 1980, Απφ Καιιέξγε, 1999) Ιδηόηεηεο ηνπ πνιηνύ- Πξόζζεηα- Σν πξόβιεκα ηεο απώιεηαο πνιηνύ Ο πνιηφο (drilling mud) έρεη πνιχ κεγαιχηεξν ημψδεο απφ ην λεξφ θαη ζημνηξνπηθέο ηδηφηεηεο δει. φηαλ είλαη αθίλεην ζπκπεξηθέξεηαη σο ζηεξεφ θαη φηαλ θηλείηαη σο ξεπζηφ. 23

34 Σν ημψδεο ηνπ πνιηνχ θπκαίλεηαη κεηαμχ θαη ζπάληα 45 (ην λεξφ έρεη 26) θαη ζρεηίδεηαη κε ηελ πνζφηεηα κπεληνλίηε ή άιισλ πξφζζεησλ. ε πεξηπηψζεηο φπνπ ηα ηνηρψκαηα ηεο γεψηξεζεο θηλδπλεχνπλ λα θαηαξξεχζνπλ, ηφηε ην ημψδεο ηνπ πνιηνχ πξέπεη λα απμεζεί (πην περηφο θαη βαξχο). Η ππθλφηεηά ηνπ θπκαίλεηαη κεηαμχ 1,01-1,14 gr/cm 3. πάληα, κε ηελ πξνζζήθε ζθφλεο βαξχηε φηαλ δηαηξχνληαη πδξνθνξείο ππφ πίεζε, αλέξρεηαη ζε 2 gr/cm 3. Ο έιεγρνο ηνπ ημψδνπο, ηεο ππθλφηεηαο, ηεο αγσγηκφηεηαο θαη ηνπ ph πξέπεη λα γίλεηαη θάζε 4 ψξεο. Σν φξγαλν κέηξεζεο ηεο ππθλφηεηαο είλαη κία δπγαξηά (ρ. 2.8), ε νπνία απνηειείηαη απφ κηα βάζε, πάλσ ζηελ νπνία ηνπνζεηείηαη έλαο βαζκνινγεκέλνο άμνλαο κε δηάθνξεο θιίκαθεο ππθλφηεηαο, καδί κε έλα θχπειιν, κέζα ζην νπνίν ηνπνζεηείηαη ν πνιηφο. Η εμηζνξξφπεζε ηεο δπγαξηάο κε ηε κεηαθίλεζε ελφο βαξηδίνπ θαηά κήθνο ηνπ βαζκνινγεκέλνπ άμνλα ζα δψζεη ηελ ηηκή ηεο ππθλφηεηαο ηνπ πνιηνχ. Γηα ηε κέηξεζε ηνπ ημψδνπο ρξεζηκνπνηείηαη ε θσληθή ζπζθεπή ηχπνπ Marsh (ρ. 2.8). ρήκα 2.8: πζθεπή κέηξεζεο ηεο ππθλφηεηαο (αξηζηεξά) θαη ζπζθεπή κέηξεζεο ηνπ ημψδνπο (θψλνο Marsh) (δεμηά) Η ηαρχηεηα κε ηελ νπνία αλεβαίλεη ν πνιηφο είλαη κεγαιχηεξε απφ ηελ ηαρχηεηα πνπ θαηεβαίλνπλ ηα ηξίκκαηα ιφγσ βαξχηεηαο. Η ηαρχηεηα αλφδνπ θπκαίλεηαη κεηαμχ 0,1-1 m/s. Σν ph ηνπ λεξνχ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηνλ πνιηφ πξέπεη λα είλαη 8-9, δηαθνξεηηθά φηαλ είλαη κηθξφηεξν ηνπ 7 ππνβαζκίδεη ηηο ηδηφηεηεο ηνπ κπεληνλίηε. ηελ πεξίπησζε απηή γίλεηαη πξνεπεμεξγαζία γηα λα αλέβεη ε ηηκή ηνπ ph. Αλ ε 24

35 πεξηεθηηθφηεηα ησλ ζεηηθψλ ζην λεξφ είλαη κεγάιε, γηα λα απνθεπρζνχλ νη νμεηδψζεηο ησλ ζσιήλσλ, ην ph πξέπεη λα έρεη ηηκή >10. Η απμεκέλε πεξηεθηηθφηεηα ηεο άκκνπ ζηνλ πνιηφ δεκηνπξγεί πξνβιήκαηα ζην θνπίδη θαη ηα κεηαιιηθά κέξε ηνπ γεσηξππάλνπ. Γηα ην ιφγν απηφλ, ε θαη φγθν πεξηεθηηθφηεηα ηεο άκκνπ ζηνλ πνιηφ πξέπεη λα είλαη κηθξφηεξε απφ 2-5%. Δθηφο απφ κπεληνλίηε ρξεζηκνπνηνχληαη πεξηνξηζκέλα θαη άιια πξφζζεηα πξνθεηκέλνπ ην λεξφ λα κεηαηξαπεί ζε πνιηφ. Σα θπξηφηεξα απφ απηά είλαη: - Φπζηθή άξγηινο (ηιιίηεο, θανιηλίηεο) - Τδξάζβεζηνο - Οξγαληθά πνιπκεξή - Τδξνμείδην ηνπ λαηξίνπ - Αλζξαθηθή ή Γηζαλζξαθηθή ζφδα - Υξπζνηηιηθφο ακίαληνο - Γηάθνξα βηνκεραληθά πξντφληα (Revert, Quickdrol) - Πξντφληα ξεηίλεο θ.ά. Δπηπιένλ ρξεζηκνπνηνχληαη θαη θάπνηεο πξφζζεηεο νπζίεο πνπ δξνπλ ζαλ αξαησηέο, δει. ειαηηψλνπλ ην ημψδεο, ρσξίο λα κεηψλνπλ ηελ ππθλφηεηα. Σέηνηεο νπζίεο είλαη: πνιπθσζθνξηθά άιαηα, ιηγληηηθέο νπζίεο, ηαλίλεο θ.ά. Οη νπζίεο απηέο ρξεζηκνπνηνχληαη θαη γηα ηελ θαηαζηξνθή ηνπ πιαθνχληα, πνπ ζρεκαηίδεηαη ζηα ηνηρψκαηα ηεο γεψηξεζεο. Η πξνζζήθε π.ρ. ηαλίλεο πξνθαιεί απηνδηάζπαζε ηνπ πιαθνχληα κεηά απφ κεξηθέο εκέξεο. Οη απψιεηεο θπθινθνξίαο ζρεηίδνληαη κε ηελ πεξαηφηεηα ησλ ζρεκαηηζκψλ πνπ δηαηξχνληαη. Μεγάιεο απψιεηεο ή/θαη κεγάιε πίεζε ζηελ πειαληιία ππνδειψλνπλ ζεκαληηθή δηαπεξαηφηεηα θαη αληίζηξνθα (Καιιέξγεο, 2001). Η απώιεηα ηνπ πνιηνύ δηάηξεζεο κέζα ζε ξσγκέο, δηαθιάζεηο θαη ξήγκαηα ησλ θαξζηηθψλ πεηξσκάησλ δεκηνπξγεί ζνβαξά πξνβιήκαηα, φπσο απψιεηα ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο, θαηαπηψζεηο ηνηρσκάησλ ηεο γεψηξεζεο, αδπλακία αλάθηεζεο ησλ ηξηκκάησλ θ.ιπ. Γηα λα αληηκεησπηζζεί ην πξφβιεκα ησλ απσιεηψλ πνιηνχ, δηαθφπηεηαη ε δηάηξεζε, αθαηξείηαη ε δηαηξεηηθή ζηήιε θαη ηζηκεληψλεηαη (κε ηζηκέλην ηαρείαο πήμεο) ν ζρεκαηηζκφο πνπ εκθάληζε ην πξφβιεκα. ηε ζπλέρεηα μαλαξρίδεη ε δηάηξεζε απφ ςειφηεξν ζεκείν, δηαηξχνληαο πξψηα ην ζηεξενπνηεκέλν ηζηκέλην. Αλ θαηά ηε δηάηξεζε επαλεκθαληζζνχλ πξνβιήκαηα 25

36 απσιεηψλ, επηρεηξείηαη λέα ηζηκέλησζε κε πξνζζήθε πιηθψλ (ξνθαλίδηα, άρπξα, θινχδεο θαξπψλ θ.ά.) ζην ηζηκέλην, ψζηε λα επηηεπρζεί ε ζηεγαλνπνίεζε. Σν πξφβιεκα ησλ απσιεηψλ κπνξεί λα αληηκεησπηζζεί θαη κε πξνζσξηλή ζσιήλσζε, αιιά ελέρεη ηνλ θίλδπλν ηεο απψιεηαο ησλ ζσιήλσλ κεηά ην πέξαο ηεο δηάηξεζεο θαη επηπιένλ κεηψλεηαη ε δηάκεηξνο δηάηξεζεο Πεξηζηξνθηθή κέζνδνο δηάηξεζεο κε αέξα Δίλαη κηα γξήγνξε κέζνδνο, πνπ εθαξκφδεηαη κφλν ζε ζθιεξά πεηξψκαηα (αλζξαθηθά). Ο ξπζκφο δηάηξεζεο κπνξεί λα θζάζεη ζε 10 m/h θαη ε δηάκεηξνο δηάηξεζεο 90 cm. Σν θχξην ραξαθηεξηζηηθφ ηεο είλαη ε ρξήζε αέξα κε πίεζε αληί πνιηνχ. Αληί αέξα ή καδί κε απηφλ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί απνξξππαληηθφ (πγξφ βηνκεραληθφ ζαπνχλη κε ιίγν λεξφ). Ο εμνπιηζκφο είλαη ίδηνο κε απηφλ ηεο πεξηζηξνθηθήο κεζφδνπ κε ρξήζε πνιηνχ, φκσο ε πειαληιία αληηθαζίζηαηαη απφ ηζρπξφ αεξνζπκπηεζηή (θνκπξεζέξ). Δθηφο απφ ην βαζηθφ πιενλέθηεκα ηνπ γξήγνξνπ ξπζκνχ δηάηξεζεο, έλα επηπιένλ πιενλέθηεκα είλαη φηη ε γεψηξεζε παξακέλεη θαζαξή, ρσξίο ηελ παξνπζία πιαθνχληα (πνιθνχ) ζηα ηνηρψκαηα, θάηη πνπ ζπκβαίλεη ζηελ πεξίπησζε ηεο ρξήζεο πνιηνχ. Δπίζεο απνθεχγνληαη πξνβιήκαηα απψιεηαο πνιηνχ ζε έγθνηια κε αξλεηηθέο ζπλέπεηεο. Σέινο κε ηε κέζνδν απηή γίλεηαη εμνηθνλφκεζε λεξνχ, θάηη πνπ ζε κεξηθέο πεξηπηψζεηο είλαη ζεκαληηθφ. Μεηνλέθηεκα ηεο κεζφδνπ είλαη ε κε αληηπξνζσπεπηηθή δεηγκαηνιεςία, ιφγσ ηεο θαζπζηέξεζεο αλφδνπ ησλ ηξηκκάησλ ζηελ επηθάλεηα κε απνηέιεζκα ηελ αλάκεημε κε πιηθά απφ δηάθνξα βάζε, θαζψο θαη αζηαζή πιηθά απφ ηα ηνηρψκαηα. Η ηαπηφρξνλε ρξεζηκνπνίεζε αέξα κε απνξξππαληηθφ έρεη ην πιενλέθηεκα φηη απμάλεηαη ε ηαρχηεηα δηάηξεζεο θαη ε δηάξθεηα δσήο ηνπ θνπηδηνχ. ηελ πεξίπησζε απηή ηα ηξίκκαηα αλέξρνληαη ζηελ επηθάλεηα κε κηθξφηεξεο ηαρχηεηεο ζε ζρέζε κε απηέο κε μεξφ αέξα. Με πεθηφ απνξξππαληηθφ κπνξεί λα δηαηξεζνχλ θαη ραιαξνί ζρεκαηηζκνί. πλνςίδνληαο ηα αλσηέξσ πξνθχπηεη φηη ε πεξηζηξνθηθή κέζνδνο κε αέξα απνηειεί ηελ θαιχηεξε θαη νηθνλνκηθφηεξε κέζνδν δηάηξεζεο γηα ηελ αλφξπμε πεηξσκάησλ ζηα θαξζηηθά αλζξαθηθά πεηξψκαηα. Να ζεκεησζεί φηη, ιφγσ ηεο κε 26

37 νκνηφκνξθεο ιηζνινγίαο (ελαιιαγέο ζθιεξψλ θαη καιαθψλ πεηξσκάησλ) πνπ παξαηεξείηαη πνιιέο θνξέο, απαηηείηαη ε ρξήζε θάζε θνξά ηεο πην θαηάιιειεο κεζφδνπ δηάηξεζεο. Γηα ην ιφγν απηφλ ηα ζχγρξνλα γεσηξχπαλα έρνπλ πξνζαξκνζκέλα θαη αεξνζπκπηεζηή θαη πειαληιία θαη ρξεζηκνπνηνχληαη αλάινγα κε ηελ πεξίπησζε. Αέξαο γηα δηαηξεηηθό πγξό Πιενλεθηήκαηα: Η ρξήζε ηνπ αέξα (μεξφο ή ζπλήζσο κε πγξφ ζαπνχλη) εμαζθαιίδεη γξήγνξν ξπζκφ δηάηξεζεο θαη γίλεηαη εμνηθνλφκεζε λεξνχ. Μεηνλεθηήκαηα: Μεγαιχηεξν θφζηνο γηα ηε ιεηηνπξγία αεξνζπκπηεζηή, νριήζεηο απφ ηελ παξνπζία ζθφλε θαη ζνξχβνπ, πξνβιήκαηα δηαρείξηζεο ησλ ηξηκκάησλ ζηελ επηθάλεηα Πεξηζηξνθηθή-Κξνπζηηθή κέζνδνο δηάηξεζεο κε αέξα Απνηειεί ηελ ηειεπηαία εμέιημε ζηε δηαηξεηηθή ηερληθή. Δίλαη γξήγνξε (50-100% ζε ζρέζε κε ηελ πεξηζηξνθηθή κέζνδν κε ρξήζε πνιηνχ) θαη νηθνλνκηθή κέζνδνο. Υξεζηκνπνηείηαη ζηε δηάηξεζε ζθιεξψλ πεηξσκάησλ θαη δελ ελδείθλπηαη ε εθαξκνγή ηεο ζε ραιαξά πιηθά. πλδπάδεη κεξηθά πιενλεθηήκαηα ηεο πεξηζηξνθηθήο θαη κεξηθά ηεο θξνπζηηθήο κεζφδνπ δηάηξεζεο. Καηά ηε δηάηξεζε κε ηε κέζνδν απηή, ρξεζηκνπνηείηαη αέξαο θαη ζαπνχλη κε ιίγν λεξφ. Σν θνπηηθφ άθξν είλαη κηα πεξηζηξνθηθή-θξνπζηηθή πδξαπιηθή ζθχξα ή αεξφζθπξα (hammer drill), πνπ δεκηνπξγεί θξαδαζκνχο/cm. Δθηειεί δει. ηαπηφρξνλα δχν θηλήζεηο θαη πεξηζηξνθή (αξγή) θαη θαηαθφξπθε θξνχζε. Με ηνλ ηξφπν απηφλ κπνξεί λα επηηεπρζεί ξπζκφο δηάηξεζεο πνπ αλέξρεηαη ζε 18 m/h. Καηά ηα άιια ε ηερληθή είλαη ίδηα κε απηήλ ηεο πεξηζηξνθηθήο κεζφδνπ κε αέξα. Μεηνλέθηεκα είλαη ε κηθξή δηάκεηξνο δηάηξεζεο. Πξφβιεκα αληηκεησπίδεη ε κέζνδνο ζηελ πεξίπησζε πνπ ζπλαληεζνχλ ζεκαληηθνί πδξνθνξείο, γηαηί δελ κπνξεί ν αεξν-ζπκπηεζηήο λα αλεβάζεη ην λεξφ ζηελ επηθάλεηα. ηνλ Πίλαθα 2.2 παξνπζηάδεηαη ζπλνπηηθά ε απφδνζε ησλ κεζφδσλ δηάηξεζεο ζε δηάθνξνπο ηχπνπο γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ. 27

38 Πίλ. 2.2: Απφδνζε ησλ κεζφδσλ δηάηξεζεο ζε δηάθνξνπο ηχπνπο πεηξσκάησλ Σύπνο πεηξώκαηνο Κξνπζηηθή κε ζπξκαηόζθνηλν (Todd, 1980). Μέζνδνο δηάηξεζεο Πεξηζηξνθηθή κε πνιηό Πεξηζηξνθηθή - θξνπζηηθή Άκκνη ζηλψλ Γχζθνιε Γξήγνξε Γελ ζπληζηάηαη Υαιαξή άκκνοραιίθηα >> >> >> Ρεπζηή άκκνο >> >> >> Υαιαξνί νγθφιηζνη ζε Γχζθνιε, αξγή, θψλνπο θνξεκάησλ Γχζθνιε κέρξη ρξεζηκνπνίεζε παγεηψδεηο αδχλαηε ζσιήλα νδεγνχ απνζέζεηο >> Άξγηινο - ηιχο Αξγή Γξήγνξε >> ρηζηφιηζνη Γξήγνξε >> >> Πιαζηηθνί Αξγή >> >> ζρηζηφιηζνη Δχζξππηνη ζρηζηφιηζνη Γξήγνξε >> >> Υαιαξνί ςακκίηεο Αξγή Αξγή >> πκπαγείο ςακκίηεο >> >> >> Κεξαηφιηζνη Γξήγνξε >> Πνιχ γξήγνξε Αζβεζηφιηζνη κε θεξαηφιηζνπο Αζβεζηφιηζνη κε κηθξέο ξσγκέο θαξζηηθέο θνηιφηεηεο >> >> >> >> Αξγή, κέρξη αδχλαηε Γχζθνιε Γνινκίηεο >> Γξήγνξε Πνιχ γξήγνξε Βαζάιηεο ιεπηνζηξσκαηψδεηο >> Αξγή >> Βαζάιηεο παρπζηξσκαηψδεηο Αξγή >> Γξήγνξε Μεηακνξθσκέλα πεηξψκαηα >> >> >> Γξαλίηεο >> >> >> Νέεο ηερληθέο δηάηξεζεο Σα ηειεπηαία ρξφληα κε ηελ εμέιημε ηεο ηερλνινγίαο έρνπλ πξνηαζεί λέεο κέζνδνη δηάηξεζεο, αλ θαη δελ έρνπλ εθαξκνζζεί ζε κεγάιε θιίκαθα θαη έρνπλ αθφκα εξεπλεηηθφ ραξαθηήξα. Σέηνηεο κέζνδνη είλαη: - Σήμε Αλαπηχζζνληαη κε δηάθνξνπο ηξφπνπο πςειέο ζεξκνθξαζίεο (ειεθηξηθά, αθηίλεο Laser θ.ιπ.) πνπ ιηψλνπλ ηα πεηξψκαηα. Η πξνρψξεζε ηεο δηάηξεζεο γίλεηαη πεξηζηξνθηθά θαη ρξεζηκνπνηείηαη εηδηθφο πνιηφο γηα ηε ςχμε ηνπ θνπηδηνχ. Δπίζεο 28

39 ρξεζηκνπνηνχληαη εηδηθά θξάκαηα γηα ην θνπίδη, ψζηε λα αληέρνπλ ηηο πςειέο ζεξκνθξαζίεο. Παξαιιαγή ηεο κεζφδνπ είλαη ε ιεγφκελε ζεξκηθή κέζνδνο, ε νπνία ρξεζηκνπνηεί γηα θαχζε κίγκα νμπγφλνπ θαη πεηξειαίνπ. Σν κίγκα ηνπνζεηείηαη ζηνλ ππζκέλα ηεο γεψηξεζεο θαη απφ ηελ θαχζε ηνπ παξάγνληαη αέξηα κε πςειέο ζεξκνθξαζίεο ηεο ηάμεσο ησλ o C ζηηο νπνίεο ιηψλνπλ ηα πεηξψκαηα. - Γηάηξεζε κε ρεκηθά κέζα Υξεζηκνπνηνχληαη πνιχ δξαζηηθέο ρεκηθέο νπζίεο, νη νπνίεο εθηνμεχνληαη κε κεγάιε ηαρχηεηα ζηνλ ππζκέλα θαη δηαιχνπλ ηα πεηξψκαηα. - ηξνβηινδηάηξεζε (turbodrill) Υξεζηκνπνηείηαη ζηξφβηινο πνπ βξίζθεηαη ζην θάησ άθξν ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο θαη δίλεη θίλεζε ζην θνπίδη. Με ηε κέζνδν απηήλ αλαπηχζζνληαη 10-πιάζηεο ηαρχηεηεο δηάηξεζεο ζε ζχγθξηζε κε απηέο ηεο πεξηζηξνθηθήο δηάηξεζεο. - Ηιεθηξνδηάηξεζε (electrodrill) ηε κέζνδν απηή δίλεηαη θίλεζε ζην θνπίδη, ρσξίο ηελ αλάγθε πεξηζηξνθήο ησλ ζηειερψλ, αθφκα δε θαη ρσξίο ζηειέρε. - Δθαξκνγή κεραληθέο ηάζεσλ Δθαξκφδεηαη εθηφμεπζε αηζάιηλσλ ζθαηξηδίσλ ζηνλ ππζκέλα ηεο γεψηξεζεο καδί κε ηνλ πνιηφ δηάηξεζεο. Με ηνλ ηξφπν απηφλ ηα πεηξψκαηα ζξπκκαηίδνληαη θαη ηα ηξίκκαηα αλέξρνληαη ζηελ επηθάλεηα κε ηε βνήζεηα ηνπ πνιηνχ. Σέινο, σο παξαιιαγή ηεο κεζφδνπ ρξεζηκνπνηνχληαη εθξεθηηθά γηα ην ζξπκκαηηζκφ ησλ δηαηξπφκελσλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ. 2.3 Πξνβιήκαηα δηάηξεζεο θαη αληηκεηώπηζή ηνπο Έλα απφ ζεκαληηθά πξνβιήκαηα είλαη ην πξφβιεκα ηεο απψιεηαο πνιηνχ θαη αλαθέξζεθε ζηελ παξάγξαθν Άιιν πξφβιεκα πνπ ζπρλά ζπλαληάηαη θαηά ηε δηάηξεζε ραιαξψλ ζρεκαηηζκψλ είλαη ην πξφβιεκα ησλ θαηαπηψζεσλ ησλ ηνηρσκάησλ ηεο γεψηξεζεο, εηδηθά ζηα ραιαξά επηθαλεηαθά ζηξψκαηα. Γηα ηελ αληηκεηψπηζε ηνπ πξνβιήκαηνο απηνχ, γίλεηαη δηάηξεζε κε κεγάιε δηάκεηξν ζηα αξρηθά κέηξα κέρξη ηα ζπλεθηηθά ζηξψκαηα θαη ηνπνζεηείηαη πεξηθξαγκαηηθόο ζσιήλαο (βι. παξάγξαθν 3.2). Οη εξγαζίεο ηεο δηάηξεζεο 29

40 ζπλερίδνληαη κέζα ζηνλ πεξηθξαγκαηηθφ ζσιήλα κε δηάκεηξν δηάηξεζεο κηθξφηεξε απφ απηήλ ηνπ πεξηθξαγκαηηθνχ ζσιήλα. Αλ νη θαηαπηψζεηο ζπλερίδνληαη ζε φιν ην βάζνο ηεο δηάηξεζεο ηφηε ξπζκίδεηαη θαηάιιεια ν πνιηφο, ψζηε λα έρεη κεγάιν ημψδεο κε πξνζζήθε πξφζζεησλ, φπσο πδξαζβέζηνπ ή ξεηίλεο. Με ηνλ ηξφπν απηφλ επηηπγράλεηαη ε δεκηνπξγία αλζεθηηθνχ πιαθνχληα πνπ ζπγθξαηεί ηα ηνηρψκαηα ηεο γεψηξεζεο. Βέβαηα ζηελ πεξίπησζε απηήλ απαηηείηαη θαιή αλάπηπμε (θαζαξηζκφο) ηεο γεψηξεζεο κεηά ην ηέινο ηεο δηάηξεζεο (βι. θεθάιαην 4). Πνιηφο κε κεγάιν ημψδεο ρξεζηκνπνηείηαη θαη ζηηο πεξηπηψζεηο δηάηξεζεο γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ κε κεγάιε πδξνπεξαηφηεηα. ηελ πεξίπησζε απηήλ ν πνιηφο απνξξνθάηαη απφ ηα γεσινγηθά ζηξψκαηα (απψιεηα ξεπζηνχ θπθινθνξίαο) κε ζπλέπεηα λα κελ αλεβαίλνπλ ηα ηξίκκαηα επάλσ. πληζηάηαη επίζεο ε δηάηξεζε λα γίλεηαη κε αξγφ ξπζκφ. Σέινο, έλα επηπιένλ πξφβιεκα πνπ ρξεηάδεηαη πξνζνρή ζηε δηάηξεζε είλαη ε παξνπζία ζπιάθσλ πδξνγνλαλζξάθσλ. ηελ πεξίπησζε απηήλ ππάξρεη θίλδπλνο ππξθαγηάο θαη θαηαζηξνθήο ηνπ γεσηξππάλνπ. Μηα ηέηνηα πεξίπησζε αλαθέξεηαη ζηελ πεξηνρή παζνβνχλη Κνξηλζίαο (3/5/2008), φπνπ θαηά ην ζηάδην ηεο δηάηξεζεο ζεκεηψζεθε αλάθιεμε, ιφγσ ηεο παξνπζίαο κεζαλίνπ κε ζπλέπεηα ηελ θαηαζηξνθή ηνπ εμνπιηζκνχ (Φση. 2.1). Φση. 2.1: Αλάθιεμε ηνπ γεσηξππάλνπ, ιφγσ ηεο παξνπζίαο κεζαλίνπ θαηά ηε δηάηξεζε. 30

41 2.4 Γεηγκαηνιεςία Καηά ηε δηάηξεζε πξέπεη λα ιακβάλνληαη δείγκαηα ησλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ πνπ δηαηξχνληαη αλά δχν κέηξα, θαζψο θαη ζε θάζε ιηζνινγηθή αιιαγή. Πξέπεη λα ιακβάλνληαη ηζφπνζεο πνζφηεηεο ελφο πιπκέλνπ θαη ελφο άπιπηνπ δείγκαηνο ( 0,5 L), εθηφο απφ ηελ πεξίπησζε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζαπνπλνπνιηφο, νπφηε ιακβάλεηαη έλα δείγκα. Σα δείγκαηα θπιάζζνληαη ζε εηδηθά θηβψηηα θαη ζε θάζε δείγκα αλαγξάθεηαη ην βάζνο απφ ην νπνίν ιήθζεθε. Η δεηγκαηνιεςία πξέπεη λα είλαη αμηφπηζηε, εηδηθά ζηελ πεξίπησζε πνπ δελ γίλνπλ δηαγξαθίεο (loggings), γηαηί κε βάζε απηή γίλεηαη ε ιηζνινγηθή ηνκή ηεο γεψηξεζεο θαη ηνπνζεηνχληαη νη θηιηξνζσιήλεο θαη νη ηπθινί ζσιήλεο. Υξεηάδεηαη λα θαζνξηζηεί κε αθξίβεηα: - ην βάζνο θαη ην πάρνο ησλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ - ε ιηζνινγία ησλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ 2.5 Σειηθή δηεύξπλζε Η αξρηθή δηάηξεζε γίλεηαη ζπλήζσο κε κηθξή δηάκεηξν (εξεπλεηηθή γεψηξεζε) θαη αλ δηαπηζησζεί πδξνθνξία αθνινπζεί ε δηεχξπλζε ηεο γεψηξεζεο. Η δηεχξπλζε γίλεηαη κε ηνπνζέηεζε θνπηδηνχ κε κεγαιχηεξε δηάκεηξν. Η ηειηθή δηάκεηξνο ζρεηίδεηαη κε ηελ αλακελφκελε παξνρή, ην απαηηνχκελν πάρνο ηνπ ραιηθφθηιηξνπ πνπ ζα ηνπνζεηεζεί ζηηο εξγαζίεο ηεο ζπκπιήξσζεο (Βι. θεθάιαην 3) θαη απφ ην θφζηνο. Η αξρηθή εξεπλεηηθή γεψηξεζε κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί σο πηεδφκεηξν θαη ζηελ πεξίπησζε απηή δελ γίλεηαη δηεχξπλζε. Με βάζε ηε δεηγκαηνιεςία θαη ηε ζπληαρζείζα ιηζνινγηθή ηνκή ζην ζηάδην απηφ θαζνξίδεηαη θαη ην ηειηθφ βάζνο δηάηξεζεο. Δπηζπκεηφ είλαη ε γεψηξεζε λα είλαη ηέιεηα δει. λα θζάλεη κέρξη ην αδηαπέξαην ππφβαζξν. Απηφ φκσο είλαη ζπλάξηεζε θαη ηνπ θφζηνπο θαη ηεο παξνρήο θαη ζπρλά αλ εμαζθαιηζζεί ε απαηηνχκελε παξνρή ηφηε ζηακαηά ε δηάηξεζε (νπσζδήπνηε φρη ζε πδξνθφξν ζηξψκα) γηα λα κεησζεί ην θφζηνο. 31

42 Μεηά ην ηέινο ηεο δηάηξεζεο κε ηελ ηειηθή δηάκεηξν γίλεηαη άκεζα απφπιπζε ηεο γεψηξεζεο γηα ηελ θαηαζηξνθή ηνπ πιαθνχληα. Η απφπιπζε ζηακαηά φηαλ ην λεξφ απφ ζνιφ πνπ είλαη ζηελ αξρή έρεη θαζαξίζεη. Η δηαδηθαζία ηνπ πιήξνπο θαζαξηζκνχ ζα νινθιεξσζεί ζην ζηάδην ηεο αλάπηπμεο ηεο γεψηξεζεο (Βι. θεθάιαην 4). Παξαθάησ παξνπζηάδεηαη έλα εκεξνιφγην γεψηξεζεο, ην νπνίν πξέπεη λα ζπκπιεξψλεη ν επηβιέπσλ γεσιφγνο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο δηάηξεζεο. 32

43 33

44 34

45 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3 ΤΜΠΛΗΡΧΗ ΤΓΡΟΓΔΧΣΡΗΔΧΝ Έλλνηεο θιεηδηά: πκπιήξσζε πδξνγεψηξεζεο, ζσιήλσζε, ραιίθσζε, θίιηξα 3.1 Δξγαζίεο ζπκπιήξσζεο Η ζπκπιήξσζε πεξηιακβάλεη ηηο εξγαζίεο πνπ γίλνληαη κεηά ην ηέινο ηεο δηάηξεζεο κηαο γεψηξεζεο θαη είλαη νη εμήο: 1) ε ζσιήλσζε (ηνπνζέηεζε ηπθιψλ ζσιήλσλ θαη θηιηξνζσιήλσλ) 2) ε ηζηκέλησζε ζην αλψηεξν ηκήκα 3) ε ραιίθσζε 4) ε ηνπνζέηεζε πηεδνκεηξηθνχ ζσιήλα 5) ε ηνπνζέηεζε αληιεηηθνχ ζπγθξνηήκαηνο Δπηπιένλ, ε ζπκπιήξσζε πεξηιακβάλεη θαη ηηο εξγαζίεο δηακφξθσζεο ηνπ πεξηβάι-ινληνο ρψξνπ, ηελ ηνπνζέηεζε θεθαιήο κε θαπάθη, δηαθφπηε, πδξνκεηξεηή, παξνρή γηα δεηγκαηνιεςία λεξνχ φηαλ αληιείηαη θ.ιπ. ηα ζθιεξά πεηξψκαηα (αζβεζηφιηζνη) ε ζπκπιήξσζε πνιιέο θνξέο δελ είλαη απαξαίηεηε θαη έηζη ε γεψηξεζε είλαη νπζηαζηηθά κηα αλνηθηή ηξχπα εμνπιηζκέλε κφλν κε αληιεηηθφ ζπγθξφηεκα γηα ηελ άληιεζε ηνπ λεξνχ. Οη εξγαζίεο ζπκπιήξσζεο πνπ αλαθέξνληαη παξαθάησ αθνξνχλ θπξίσο ηηο πδξνγεσηξήζεηο πνπ θαιχπηνπλ ην 95% ηνπ ζπλνιηθνχ αξηζκνχ ησλ γεσηξήζεσλ, ελψ γηα ηηο ππφινηπεο γεσηξήζεηο (γεσζεξκηθέο, κεηαιιεπηηθέο) ζα γίλεη εηδηθή αλαθνξά ζε μερσξηζηφ θεθάιαην. 3.2 σιήλσζε ησλ πδξνγεσηξήζεσλ Η ζσιήλσζε απνζθνπεί ζηε ζπγθξάηεζε ησλ αζηαζψλ γεσινγηθψλ ηνηρσκάησλ θαη ζηελ πξνζηαζία ηεο πνηφηεηαο ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ, εκπνδίδνληαο ηελ είζνδν ξππαζκέλσλ λεξψλ. 35

46 Πεξηιακβάλεη: - ηελ επηθαλεηαθή ή πεξηθξαγκαηηθή ζσιήλσζε θαη - ηε κφληκε ζσιήλσζε (ηπθιή ζσιήλσζε θαη ηελ ηνπνζέηεζε θηιηξνζσιήλσλ). Δπηθαλεηαθή ή πεξηθξαγκαηηθή ζσιήλσζε Γίλεηαη ζην αξρηθφ ζηάδην ηεο δηάηξεζεο απφ ηελ επηθάλεηα κέρξη ην βάζνο (πεξίπνπ m) ησλ πξψησλ ζηαζεξψλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ. Απνζθνπεί: - ζηε ζπγθξάηεζε ησλ αζηαζψλ ηνηρσκάησλ θαηά ηε δηάηξεζε - ζηελ πξνζηαζία απφ πηζαλή ξχπαλζε εκπνδίδνληαο ηελ είζνδν επηθαλεηαθψλ λεξψλ. - ζηε κείσζε ησλ απσιεηψλ πνιηνχ θαηά ηε δηάηξεζε - ρξεζηκεχεη σο απνζήθε γηα ην ραιηθφθηιηξν. ηηο γεσηξήζεηο πνπ ην λεξφ ηνπο πξννξίδεηαη γηα αλζξψπηλε θαηαλάισζε, ε απνκφλσζε ησλ επηθαλεηαθψλ ζηξσκάησλ κε ηε ρξήζε πεξηθξαγκαηηθνχ ζσιήλα είλαη απαξαίηεηε θαη κπνξεί λα θζάζεη θαη ζε κεγαιχηεξα βάζε. Η επηθαλεηαθή ζσιήλσζε απνηειείηαη απφ ηπθινχο ζσιήλεο (ρσξίο αλνίγκαηα) κπνξεί λα είλαη κφληκε ή πξνζσξηλή. ηηο πεξηπηψζεηο θαηά ηηο νπνίεο νη γεσινγηθνί ζρεκαηηζκνί πνπ δηαηξχνληαη είλαη ζηαζεξνί δελ ρξεζηκνπνηείηαη θαζφινπ. Όηαλ αθαηξεζεί ε πεξηθξαγκαηηθή ζσιήλσζε ν ρψξνο κεηαμχ ησλ ηνηρσκάησλ θαη ηεο κφληκεο ζσιήλσζεο ηζηκεληψλεηαη. Η δηάκεηξνο ηεο πεξηθξαγκαηηθήο ζσιήλσζεο θπκαίλεηαη κεηαμχ cm, αλάινγα κε ηε δηάκεηξν ηεο κφληκεο ζσιήλσζεο πνπ ζρεηίδεηαη κε ηελ αλακελφκελε παξνρή εθκεηάιιεπζεο θαη ζπλεπψο κε ηε δηάκεηξν ηεο αληιίαο. Απηφ πξνυπνζέηεη φηη ε αξρηθή δηάκεηξνο δηάηξεζεο είλαη κεγάιε γηα λα γίλεη ε πεξηθξαγκαηηθή ζσιήλσζε. ηε ζπλέρεηα ε δηάηξεζε γίλεηαη κε κηθξφηεξε δηάκεηξνο κε δπλαηφηεηα δηεχξπλζεο. Όηαλ ηνπνζεηεζεί ε πεξηθξαγκαηηθή ζσιήλσζε ε δηάηξεζε ζπλερίδεηαη απφ ηνλ ππζκέλα ηεο κέρξη ηνπ ηειηθνχ βάζνπο. πλήζσο ε πεξηθξαγκαηηθή ζσιήλσζε πξνεμέρεη cm απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. 36

47 Σπθιή ζσιήλσζε Η ζσιήλσζε απνζθνπεί ζηελ θαιή ιεηηνπξγία εο γεψηξεζεο π.ρ. ηε ζπγθξάηεζε ησλ αζηαζψλ ηνηρσκάησλ, ε θαηάξξεπζε ησλ νπνίσλ κπνξεί λα πξνθαιέζεη έκθξαμε ηεο νπήο ηεο γεψηξεζεο θαη αρξήζηεπζή ηεο. Η δηάκεηξνο ηεο ζσιήλσζεο πξέπεη λα είλαη κεγαιχηεξε θαηά 5 cm απφ ηε δηάκεηξν ηνπ πνηεξηνχ ηεο αληιίαο. πλήζσο νη πδξνγεσηξήζεηο έρνπλ δηάκεηξν απφ 6-12 ίληζεο (1 ίληζα=2,54 cm). Οη ζσιήλεο δελ έρνπλ αλνίγκαηα (ηπθινί) θαη έρνπλ κήθνο 6 m θαη ζπαλίσο 1,5 ή 3 m. Η ζχλδεζή ηνπο γίλεηαη κε κνχθεο ή κε ζπγθφιιεζε. Σν πάρνο ηνπο είλαη 4 mm γηα κηθξέο δηακέηξνπο ζσιήλσζεο θαη 6 mm γηα δηακέηξνπο κεγαιχηεξεο απφ 8''. Γεληθά, ζσιήλεο κε πάρνο κηθξφηεξν απφ 6 mm, δηαβξψλνληαη πην εχθνια θαη έρνπλ κεησκέλε αληνρή ζηνλ εθειθπζκφ. Αλάινγα κε ην ζθνπφ νη ζσιήλεο κπνξεί λα είλαη ζηδεξέληνη (θνηλνί ή γαιβαληζκέλνη), πιαζηηθνί (PVC), απφ θξάκαηα ράιπβα ή εηδηθά αλζεθηηθά πιηθά (fiberglass) γηα λα αληέρνπλ ζε κεγάιεο πηέζεηο θαη ζεξκνθξαζίεο (γεσζεξκηθέο γεσηξήζεηο). Οη πιαζηηθνί είλαη θηελνί θαη αλζεθηηθνί, αιιά δελ έρνπλ κεγάιε αληνρή ζηνλ εθειθπζκφ. Πξέπεη λα απνθεχγεηαη ε ζπγθφιιεζε ζσιήλσλ απφ δηαθνξεηηθά κέηαιια, γηαηί πξνθαιείηαη ειεθηξνιπηηθή δηάβξσζε ζηελ επαθή ηνπο. Οη ηπθινί ζσιήλεο ηνπνζεηνχληαη ζηα ηκήκαηα ηεο γεψηξεζεο πνπ απνηεινχληαη απφ ιηγφηεξν πδξνπεξαηνχο ή πδξνζηεγαλνχο γεσινγηθνχο ζρεκαηηζκνχο (ηιχο, αξγηιηθά ζηξψκαηα, θ.ιπ.). Γη απηφ απαηηείηαη ε ζχληαμε αμηφπηζηεο ιηζνινγηθήο ηνκήο ηεο γεψηξεζεο, κε βάζε ηε δεηγκαηνιεςία. Η αληιία ηνπνζεηείηαη πάληα ζε ηπθιό ζσιήλα γηα λα κελ γίλεηαη αλαξξφθεζε ιεπηφθνθθσλ πιηθψλ απφ ηνπο θηιηξνζσιήλεο θαη ε θνξπθή ηεο ηπθιήο ζσιήλσζεο ζα πξέπεη λα ηνπνζεηείηαη ηνπιάρηζηνλ 30 cm επάλσ απφ ην ειάρηζην βάζνο ηεο αληιίαο. Φηιηξνζσιήλεο Γηαθέξνπλ απφ ηνπο ηπθινχο ζσιήλεο γηαηί θέξνπλ αλνίγκαηα, απφ ηα νπνία εηζέξρεηαη ην λεξφ (ρ. 3.1). Σνπνζεηνχληαη ζηα παξαγσγηθά ζηξψκαηα κηαο 37

48 γεψηξεζεο (ζηξψκαηα κε κεγάιν ζπληειεζηή κεηαβηβαζηηθφηεηαο Σ=kD, k=πδξνπεξαηφηεηα θαη D=πάρνο ηνπ πδξνθφξνπ ζηξψκαηνο). Η ζσζηή ηνπνζέηεζε ησλ θηιηξνζσιήλσλ είλαη κηα απφ ηηο πιένλ ζεκαληηθέο εξγαζίεο θαη είλαη θπξίσο εξγαζία ηνπ επηβιέπνληα γεσιφγνπ. Απνζθνπεί ζηε κέγηζηε ξνή λεξνχ ζηε γεψηξεζε κε ηελ ειάρηζηε πδξαπιηθή αληίζηαζε θαη επηπιένλ ην λεξφ λα είλαη απαιιαγκέλν απφ ιεπηφθνθθα πιηθά θαη αησξνχκελα ζσκαηίδηα. Γεληθά νη απαηηήζεηο γηα ηνπο θηιηξνζσιήλεο είλαη νη εμήο (Γεκφπνπινο, 2007): - Να κελ επηηξέπνπλ ηελ εηζξνή άκκνπ ζην εζσηεξηθφ ηεο γεψηξεζεο - Να επηθέξνπλ ηε κηθξφηεξε δπλαηή αληίζηαζε ζηελ εηζξνή λεξνχ - Να αληέρνπλ ζηηο νμεηδψζεηο - Να κελ θξάζζνληαη εχθνια θαη λα κελ ζρεκαηίδνπλ θξνχζηεο - Να αληέρνπλ ηηο πηέζεηο πνπ αζθνχληαη πιεπξηθά - Να έρνπλ κηθξφ νηθνλνκηθφ θφζηνο. Τπάξρνπλ δηάθνξνη ηχπνη αλνηγκάησλ (θαηαθφξπθα, νξηδφληηα, γεθπξσηά, θπθιηθέο ή νξζνγψληεο, πεξζηδσηέο θ.ά), φπσο θαίλεηαη ζην ρ Σν άλνηγκα θπκαίλεηαη απφ 1,5-6 mm. ηα γεθπξσηά ην άλνηγκα είλαη 0,5-4 mm. Δίλαη επηζπκεηφ ε νιηθή επηθάλεηα αλνηγκάησλ (open area) λα είλαη πεξίπνπ 15% ηεο ζπλνιηθήο επηθάλεηαο ηνπ θηιηξνζσιήλα. ηα θίιηξα Johnson πνπ θαηαζθεπάδνληαη απφ πεξηέιημε αλνμείδσηνπ ζχξκαηνο, κπνξνχκε λα επηηχρνπκε νπνηνδήπνηε επηζπκεηφ άλνηγκα ζρηζκψλ (ρ. 3.2). ρήκα 3.1: Σπθινί ζσιήλεο θαη θηιηξνζσιήλεο 6 κέηξσλ. 38

49 ρήκα 3.2: Σχπνη θηιηξνζσιήλσλ: a) θπθιηθέο ή νξζνγψληεο ηξχπεο, b) θαηαθφξπθεο ζρηζκέο, c) θαη d) νξηδφληηεο ζρηζκέο, e) πεξζηδσηέο ζρηζκέο, f) ζπλερείο ζρηζκέο πεξηέιημεο (θίιηξα Johnson) θαη g) γεθπξσηέο ζρηζκέο ( Castany 1966, απφ Καιιέξγε 2000). Ο ζσζηφο πξνζδηνξηζκφο ηνπ αλνίγκαηνο ησλ θίιηξσλ απαηηεί θνθθνκεηξηθή αλάιπζε ηνπ δηαηξεζέληνο πιηθνχ. Όηαλ γίλεηαη θαη ραιίθσζε εμσηεξηθά ηεο ζσιήλσζεο, ε δηάκεηξνο θαη ην ζρήκα ησλ αλνηγκάησλ επηιέγεηαη ζε ζπλδπαζκφ κε ην κέγεζνο ησλ ραιηθηψλ. Τπάξρνπλ θαη θηιηξνζσιήλεο κε ελζσκαησκέλν ραιηθφθηιηξν γηα πξνζηαζία ηεο γεψηξεζεο απφ ηελ είζνδν ιεπηφθνθθσλ πιηθψλ. Σα πιηθά θαηαζθεπήο ησλ θηιηξνζσιήλσλ είλαη ίδηα κε απηά ησλ ηπθιψλ ζσιήλσλ, κε θπξίαξρν πιηθφ ζην εκπφξην, ην γαιβαληζκέλν ζίδεξν. ηελ πεξίπησζε δηαβξσηηθψλ ξεπζηψλ ρξεζηκνπνηνχληαη εηδηθά αλζεθηηθά θξάκαηα ή πιηθά. Δπίζεο ζηελ πεξίπησζε λεξψλ κε πξνβιήκαηα θαζαιάησζεο, ελδείθλπηαη ε ρξεζηκνπνίεζε πιαζηηθψλ θηιηξν-ζσιήλσλ γηα λα απνθεπρζεί ε απφζεζε αιάησλ πνπ θξάζζνπλ ηα αλνίγκαηα θαη κεηψλνπλ ηε δηάξθεηα δσήο ηεο γεψηξεζεο (βι. παξάγξαθν 4.5). Μήθνο θαη δηάκεηξνο θηιηξνζσιήλσλ Σν κήθνο ησλ θηιηξνζσιήλσλ ζην εκπφξην είλαη φπσο απηφ ησλ ηπθιψλ ζσιήλσλ δει. 6 m θαη ζπαλίσο 1,5 ή 3 m. Η ζχλδεζε κεηαμχ ηνπο ή κε ηνπο 39

50 ηπθινχο ζσιήλεο γίλεηαη κε «κνχθεο» θαη «πάζζα» ή κε ειεθηξηθή ζπγθφιιεζε κε παξάιιειε κφλσζε ζηε ξαθή ζπγθφιιεζεο γηα ηελ απνθπγή δηάβξσζεο. Γεληθά ηζρχεη ν εμήο θαλφλαο (Bouwer, 1978): - ηνπο νκνγελείο ππφ πίεζε πδξνθνξείο ην κήθνο ησλ θηιηξνζσιήλσλ πξέπεη λα είλαη 70-80% ηνπ πάρνπο ηνπ πδξνθνξέα (D). Η θαηαλνκή ηνπ θηιηξνζσιήλα γίλεηαη ζε ηζαπέρνληα ηκήκαηα πνπ δηαρσξίδνληαη κεηαμχ ηνπο κε ηπθινχο ζσιήλεο. - Αλ ν ππφ πίεζε πδξνθνξέαο δελ είλαη νκνγελήο, ηφηε θηιηξνζσιήλαο ηνπνζεηείηαη ζηα πην πδξνπεξαηά ζηξψκαηα (ρ. 3.3). - ηνπο ειεχζεξνπο πδξνθνξείο ην κήθνο ηνπ θηιηξνζσιήλα πξέπεη λα είλαη κεγαιχηεξν απφ 35% ηνπ πάρνπο ηνπ πδξνθνξέα θαη ε ηνπνζέηεζε γίλεηαη ζηνλ ππζκέλα ηεο γεψηξεζεο. ηνπο νκνγελείο ειεχζεξνπο ηνπνζεηείηαη θηιηξνζσιήλαο ζην θαηψηεξν ηκήκα ηνπο κε κήθνο ίζν κε 30-35% ηνπ πάρνπο ηνπ πδξνθνξέα, ην νπνίν κπνξεί λα θζάζεη ην 50% ζηελ πεξίπησζε πνπ επηδηψθεηαη κέγηζηε απφδνζε (Καιιέξγεο, 2000). - Όηαλ ν πδξνθνξέαο απνηειείηαη απφ επάιιεια πδξνθφξα ζηξψκαηα, θηιηξνζσιήλεο ηνπνζεηνχληαη ζηα ζηξψκαηα κε ηε κεγαιχηεξε κεηαβηβαζηηθφηεηα. πκπεξαζκαηηθά ινηπόλ, ζηνπο νκνγελείο πδξνθνξείο ε ηνπνζέηεζε ησλ θηιηξνζσιήλσλ γίλεηαη κε ζπλερή ηξόπν, ελώ ζηνπο αλνκνηνγελείο πδξνθνξείο ε ηνπνζέηεζε ησλ θηιηξνζσιήλσλ γίλεηαη ζηα πην πδξνπεξαηά ζηξώκαηα ελαιιάμ κε ηπθινύο ζσιήλεο πνπ ηνπνζεηνύληαη ζηνπο ιηγόηεξν πδξνπεξαηνύο ή πδξνζηεγαλνύο γεσινγηθνύο ζρεκαηηζκνύο. ΜΗΚΟ ΦΙΛΣΡΟΧΛΗΝΑ Οκνηνγελείο ειεύζεξνη πδξνθνξείο πάρνπο κέρξη 50 m: θηιηξνζσιήλαο ζην θαηψηαην 1/2-1/3 ηνπ πάρνπο D ηνπ πδξνθνξέα πάρνπο > 50 m θαη κεγάινπ βάζνπο: θηιηξνζσιήλαο = 0,8 D Δηεξνγελείο ειεύζεξνη πδξνθνξείο 40

51 Φηιηξνζσιήλαο ζηα βαζχηεξα πην ρνλδξφθνθθα ζηξψκαηα. Δπηζπκεηφ κήθνο 1/3 ηνπ πάρνπο ηνπ πδξνθνξέα. Οκνηνγελείο ππό πίεζε πδξνθνξείο Φηιηξνζσιήλαο =0,8-0,9 D Δηεξνγελείο ππό πίεζε πδξνθνξείο Φηιηξνζσιήλαο ζηα πην πδξνπεξαηά ζηξψκαηα, κήθνπο 0,8-0,9 D (θάζε ζηξψκαηνο) ρήκα 3.3: Ληζνινγηθή ηνκή γεψηξεζεο θαη ζθαξίθεκα ζσιήλσζεο. ηα ζπκπαγή θαη ζπλεθηηθά πεηξψκαηα δελ ηνπνζεηείηαη θηιηξνζσιήλαο, εθηφο αλ ππάξρεη θίλδπλνο θαηάπησζεο ησλ ηνηρσκάησλ. Ο θηιηξνζσιήλαο πξέπεη λα πξνεθηείλεηαη θαη θάησ απφ ην ηειεπηαίν πδξνθφξν ζηξψκα κε έλα ηπθιφ ζσιήλα κήθνπο 1,5-3 m. Σν θαηψηεξν ηκήκα ησλ ζσιήλσλ πξέπεη λα θαηαιήγεη ζε θσληθφ ηπθιφ ζσιήλα (ακκνδφρνο ή ακκνθξάηεο) γηα λα 41

52 εκπνδίδεη ηελ είζνδν ιεπηφθνθθσλ πιηθψλ θαη ζηελ νπνία θαζηδάλνπλ ηα πιηθά πνπ κπαίλνπλ ζηε γεψηξεζε θαηά ηε ιεηηνπξγία ηεο. Σν αλψηεξν πξέπεη λα πξνθπιάζζεηαη κε θαηάιιειν βηδσηφ πψκα θαη θιεηδαξηά αζθαιείαο. Όηαλ ε αλφξπμε ζην ηειηθφ βάζνο ζπλαληήζεη αζηαζή θαη ζπκπηεζηά πιηθά (π.ρ. ιεπηφθνθθε άκκν, πιαζηηθή άξγηιν θ.ιπ.), ζπληζηάηαη ε ζπλέρηζε ηεο δηάηξεζεο γηα 1-2 m. Ο ρψξνο απηφο γεκίδεηαη κε ρνληξφ ραιίθη ή ζθπξφδεκα γηα λα ζηεξηρζεί ε ζσιήλσζε ζην πιηθφ απηφ θαη λα απνθεπρζεί ε κεηαθίλεζε ησλ ζσιήλσλ (Αιεμφπνπινο, 2001). Η πάθησζε ηεο ζσιήλσζεο ζηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο, είλαη επίζεο απαξαίηεηε γηα ηελ απνθπγή ηεο θαηαθφξπθεο κεηαθίλεζεο ησλ ζσιήλσλ, κε απνηέιεζκα θηιηξνζσιήλεο λα βξεζνχλ απέλαληη απφ ζηεγαλά ζηξψκαηα ή ηπθινί ζσιήλεο απέλαληη απφ πδξνθφξα ζηξψκαηα. Η δηάκεηξνο ησλ θηιηξνζσιήλσλ είλαη, θαηά θαλφλα, ίδηα κε απηήλ ησλ ηπθιψλ ζσιήλσλ θαη θαζνξίδεηαη επίζεο απφ ηελ αλακελφκελε παξνρή θαη ηε δηάκεηξν ηεο αληιίαο. Δπίζεο πξέπεη λα ιακβάλεηαη ππφςε ε ηαρχηεηα εηζφδνπ ηνπ λεξνχ ζηνλ θηιηξνζσιήλα θαη ην άλνηγκα ησλ ζρηζκψλ. ε θάζε πεξίπησζε δελ κπνξεί λα είλαη κηθξφηεξε απφ 6'', ε δε ζπλήζεο δηάκεηξνο είλαη 8-10''. Να επηζεκαλζεί εδψ φηη ε αχμεζε ηεο δηακέηξνπ δελ απμάλεη αλαινγηθά θαη ηελ παξνρή ηεο γεψηξεζεο. Έρεη ππνινγηζζεί φηη δηπιαζηαζκφο ηεο δηακέηξνπ απμάλεη ηελ παξνρή κφλν θαηά 15%. ηελ πεξίπησζε πνπ ην πδξνθφξν ζηξψκα είλαη εληαίν θαη βξίζθεηαη ζην θαηψηεξν ζεκείν ηεο γεψηξεζεο, ε ηνπνζέηεζε θηιηξνζσιήλσλ θαη ραιηθφθηιηξνπ γίλεηαη κφλν ζην ζηξψκα απηφ θαη κε κηθξφηεξε δηάκεηξν. Γεληθά ε ζσιήλσζε θαη εηδηθά νη θηιηξνζσιήλεο πξέπεη λα ηνπνζεηνχληαη ζην θέληξν ηεο δηαηξεζείζαο νπήο, ψζηε ζηε ζπλέρεηα λα γίλεη νκνηφκνξθε ραιίθσζε. Απηφ επηηπγράλεηαη κε ηε βνήζεηα εηδηθψλ νδεγψλ θέληξσζεο. Η βέιηηζηε ηαρχηεηα εηζφδνπ ηνπ λεξνχ ζηε γεψηξεζε πξέπεη λα είλαη κηθξφηεξε ή ίζε απφ 3 cm/s. Όηαλ ηαρχηεηα απηή μεπεξληέηαη ηφηε πξέπεη λα απμήζνπκε ηε δηάκεηξν ή ην κήθνο ηνπ θηιηξνζσιήλα. Δπίζεο φζν κεγαιχηεξε είλαη ε ζπλνιηθή επηθάλεηα ησλ αλνηγκάησλ, ηφζν κηθξφηεξν κήθνο θηιηξνζσιήλα απαηηείηαη γηα ηελ επίηεπμε ηεο βέιηηζηεο ηαρχηεηαο εηζφδνπ (βι. εθαξκνγή 3.2). 42

53 Η ηαρχηεηα εηζξνήο ζηνλ θηιηξνζσιήλα (π) ππνινγίδεηαη απφ ηνλ ηχπν: Q E φπνπ: Q= ε παξνρή θαη Δ=ε νιηθή επηθάλεηα ησλ αλνηγκάησλ ηνπ θηιηξνζσιήλα. Η νιηθή επηθάλεηα ησλ αλνηγκάησλ ηνπ θηιηξνζσιήλα ηζνχηαη κε: φπνπ: π=3,14 φπσο δίλεηαη Δ=π.d.L.P d=ε δηάκεηξνο ηνπ θηιηξνζσιήλα L=ην κήθνο ηνπ θηιηξνζσιήλα P=ην πνζνζηφ % ηεο επηθάλεηαο ησλ αλνηγκάησλ ηνπ θηιηξνζσιήλα, απφ ηνπο θαηαζθεπαζηέο. Η πξαγκαηνπνίεζε δηαγξαθηψλ (loggings) ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ αμηφπηζηε ιηζνινγηθή ηνκή, βνεζά ζηε ζσζηή ηνπνζέηεζε ησλ θηιηξνζσιήλσλ (βι. Κεθάιαην 7). 3.3 Υαιίθσζε ηεο γεώηξεζεο ην θελφ πνπ δεκηνπξγείηαη κεηαμχ ηεο ηειηθήο ζσιήλσζεο θαη ησλ ηνηρσκάησλ ηεο δηάηξεζεο ηνπνζεηείηαη ραιίθη, ακέζσο κεηά ηε ζσιήλσζε. Η ραιίθσζε (gravel packing) γίλεηαη κφλν ζηηο παξαγσγηθέο γεσηξήζεηο, θαη απνζθνπεί: - ζηελ αχμεζε ηεο ελεξγήο αθηίλαο ηεο γεψηξεζεο (νπζηαζηηθά ηεο παξνρήο ηεο) κε ηε δεκηνπξγία δψλεο κε πνην πδξνπεξαηφ πιηθφ (δψλε κεγάιεο πδξαπιηθήο αγσγηκφηεηαο k) απφ απηήλ ηνπ πδξνθφξνπ ζηξψκαηνο. - ζηε ζηαζεξνπνίεζε ησλ ηνηρσκάησλ - ζηε κείσζε ηεο ηαρχηεηαο εηζφδνπ ηνπ λεξνχ ζηε γεψηξεζε θαη απνθπγή ηεο κεηαηξνπήο ηεο ξνήο απφ ζηξσηή ζε ηπξβψδε. - ζηελ ειαρηζηνπνίεζε ηεο εηζφδνπ ζηεξεψλ πιηθψλ ζηε γεψηξεζε «θηιηξάξνληαο» ην λεξφ πνπ πεξλάεη απφ απηφ. Χο γλσζηφλ, ηα ζηεξεά πιηθά 43

54 (άκκνο, άξγηινο) ππνβαζκίδνπλ ηελ πνηφηεηα ηνπ λεξνχ θαη πξνμελνχλ δεκηέο ζην αληιεηηθφ ζπγθξφηεκα. Σα θαιχηεξα ραιηθφθηιηξα είλαη απηά πνπ απνηεινχληαη απφ ραιαδηαθνχο ή θεξαηνιηζηθνχο ράιηθεο (ππξηηηθή ζχζηαζε, πνηάκηαο πξνέιεπζεο), γηαηί δελ δηαβξψλνληαη εχθνια (απνθεχγνληαη πιηθά φπσο γχςνο, αλπδξίηεο) θαη επηπιένλ λα είλαη απαιιαγκέλα απφ μέλεο πξνζκείμεηο, δει. θνζθηληζκέλα θαη θαιά πιπκέλα. παζηά (ζξαπζηά) ραιίθηα ιαηνκείσλ δελ γίλνληαη απνδεθηά. Η ραιίθσζε γίλεηαη ακέζσο κεηά ηε ζσιήλσζε, αθνύ πξώηα πξνεγεζεί θαζαξηζκόο ηεο γεώηξεζεο. Σν πάρνο ηνπ ραιηθφθηιηξνπ δελ πξέπεη λα ππεξβαίλεη ηα 20 cm, αλ θαη ην ζπλεζηζκέλν είλαη αξθεηά κηθξφηεξν. Η δηάκεηξνο ησλ θφθθσλ δελ πξέπεη λα μεπεξλά ηα 9-10 mm θαη ην ραιηθφθηιηξν γεληθά πξέπεη λα έρεη κηθξφ ζπληειεζηή νκνηνκνξθίαο. Η ηνπνζέηεζε ηνπ ραιηθφθηιηξνπ πξέπεη λα γίλεηαη απφ δχν ζσιήλεο, ηνπνζεηεκέλνπο δηακεηξηθά αληίζεηα. Καηά θαλφλα φκσο γίλεηαη κε βαξχηεηα κε αξγφ ξπζκφ θαη ηαπηφρξνλε θπθινθνξία αξαησκέλνπ πνιηνχ ή λεξνχ (ζεηηθή ή αλάζηξνθε). Σν ραιηθφθηιηξν εθηείλεηαη 3 m πάλσ απφ ηνλ θηιηξνζσιήλα. Η ραιίθσζε κπνξεί λα ζπκπιεξσζεί θαη κεηά ηε δνθηκαζηηθή άληιεζε, γη απηφ απαηηείηαη κηα πεξίζζεηα ραιίθσλ 1 m 3. ε θάζε πεξίπησζε πνπ ην πιηθφ ηνπ πδξνθφξνπ ζηξψκαηνο έρεη ζπληειεζηή νκνηνκνξθίαο (U) κηθξφηεξν ηνπ 2,5-3,0 θαη ην ελεξγφ κέγεζνο ησλ θφθθσλ (d ελ ) είλαη κηθξφηεξν απφ 0,25 mm επηβάιιεηαη ε ηνπνζέηεζε ραιηθφθηιηξνπ γχξσ απφ ηνλ θηιηξνζσιήλα. Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηεο θαηάιιειεο δηακέηξνπ ηνπ πιηθνχ ηνπ ραιηθφθηιηξνπ ζε ζρέζε κε ην πιηθφ ηνπ πδξνθφξνπ ζηξψκαηνο έρνπλ πξνηαζεί δηάθνξνη εκπεηξηθνί ηχπνη, φπσο Johnson et al., 1966, Smith, 1975 (Καιιέξγεο, 2000, Γεκφπνπινο 2007). Καιφ είλαη λα ρξεζηκνπνηεζεί ραιηθφθηιηξν κε θνθθνκεηξηθή ζχζηαζε πνπ λα ζπλδέεηαη κε απηήλ ησλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ. Γηα ην ιφγν απηφλ θαηαζθεπάδεηαη ε θνθθνκεηξηθή θακπχιε ηνπ πιηθνχ ησλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ θαη ππνινγίδεηαη ην ελεξγφ κέγεζνο (d 10 ) θφθθσλ. Δλεξγό κέγεζνο (d 10 ) θφθθσλ είλαη ε δηάκεηξνο εθείλε, ε νπνία είλαη ίζε κε ηε δηάκεηξν εθείλνπ ηνπ θφζθηλνπ πνπ επηηξέπεη λα πεξάζεη ην 10% ηνπ πιηθνχ πνπ θνζθηλίζηεθε. 44

55 Γεληθά ε κηθξφηεξε δηάκεηξνο ηνπ ραιηθφθηιηξνπ πξέπεη λα είλαη ίζε κε 4d 10 θαη ε κεγαιχηεξε ίζε κε 4d 10-7d 10. Καηά άιινπο, ε κηθξφηεξε δηάκεηξνο ηνπ ραιηθφθηιηξνπ πξέπεη λα είλαη ίζε κε ην δηπιάζην ηεο κηθξφηεξεο δηακέηξνπ ησλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ (νχιηνο, 2008). Έρνπλ πξνηαζεί επίζεο δηάθνξεο κεζνδνινγίεο γηα ηελ επηινγή ραιηθφθηιηξνπ, κε βάζε ηελ θνθθνκεηξηθή αλάιπζε ησλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ θαη ηνλ ζπληειεζηή νκνηνκνξθίαο, αιιά ζηελ πξάμε ζπάληα εθαξκφδνληαη (Αιεμφπνπινο, 2001). ηα θαξζηηθά πεηξψκαηα, εθφζνλ ην θαξζη δελ έρεη πιεξσζεί απφ ιεπηφθνθθν αξγηιηθφ πιηθφ, ηνπνζεηείηαη ρνλδξφθνθθν ραιηθφθηιηξν. Γεληθά ην ιεπηφθνθθν ραιηθφθηιηξν επλνεί ηε ζπγθξάηεζε ησλ ιεπηνκεξψλ πιηθψλ, αιιά πεξηνξίδεη ηελ παξνρή ηεο γεψηξεζεο. Αληίζεηα, ην ρνλδξφθνθθν ραιηθφθηιηξν δελ πεξηνξίδεη ηελ παξνρή άληιεζεο, αιιά επηηξέπεη ηε δηείζδπζε ιεπηφθνθθσλ πιηθψλ (ιεπηή άκκνο). ηελ πεξίπησζε πνπ απνθαζηζζεί λα κελ ηνπνζεηεζεί ραιηθφθηιηξν θαη ν ρψξνο κεηαμχ ηεο ζσιήλσζεο θαη ησλ ηνηρσκάησλ ηεο γεψηξεζεο είλαη κεγαιχηεξνο απφ 5 cm, ηφηε ν ρψξνο απηφο ζα πξέπεη λα γεκίδεη κε έλα θνθθψδεο πιηθφ πνπ νλνκάδεηαη ζηαζεξνπνηεηηθόο ζρεκαηηζκόο, γηα ηε ζηαζεξνπνίεζε ησλ ηνηρσκάησλ ηεο γεψηξεζεο. Η επηινγή ηνπ γίλεηαη ρσξίο απζηεξά θξηηήξηα, αξθεί νη θφθθνη κηθξφηεξεο δηακέηξνπ λα είλαη κεγαιχηεξνη απφ ηηο ζρηζκέο ησλ θηιηξνζσιήλσλ θαη νη κεγαιχηεξνη θφθθνη ίζνη κε 1 cm (Αιεμφπνπινο, 2001). 3.4 Σζηκέλησζε Σζηκέλησζε είλαη ε πιήξσζε ελφο ηκήκαηνο κηαο γεψηξεζεο (ζπλήζσο ν ρψξνο γχξσ απφ ηε κφληκε επηθαλεηαθή ζσιήλσζε ή ν ρψξνο απφ ηελ νξνθή ηνπ ραιηθφθηιηξνπ κέρξη ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο) κε πιηθά πνπ έρνπλ σο βάζε ην ηζηκέλην. Η ηζηκέλησζε απνζθνπεί (ηακαηάθε, 2003): - ζηελ παξεκπφδηζε ηεο εηζφδνπ ππνβαζκηζκέλσλ πνηνηηθά λεξψλ, ιπκάησλ θ.ιπ. - ζηε ζηαζεξνπνίεζε ησλ ηνηρσκάησλ ηεο γεψηξεζεο ζηελ πεξίπησζε ραιαξψλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ 45

56 - ζηε ζπγθξάηεζε ηεο ζσιήλσζεο - ζηε δεκηνπξγία δσλψλ κε απμεκέλε αληνρή, ψζηε λα αληέρνπλ νη ζσιήλεο ηηο κεγάιεο αμνληθέο πηέζεηο - ζηελ πξνζηαζία ησλ ζσιήλσλ απφ ηε δηάβξσζε. ηηο γεσηξήζεηο χδξεπζεο είλαη απαξαίηεηε ε ηζηκέλησζε γχξσ απφ ηε κφληκε επηθαλεηαθή ή πεξηθξαγκαηηθή ζσιήλσζε θαη ελδερνκέλσο απφ ηελ ηπθιή ζσιήλσζε, εηδηθά ζηηο γεσηξήζεηο πνπ δηαηξχνπλ πδξνθνξείο ππφ πίεζε. Σν ηζηκέλην ηνπνζεηείηαη ζην δηάθελν κεηαμχ ηνπ πεξηθξαγκαηηθνχ ζσιήλα θαη ησλ ηνηρσκάησλ ηεο δηεπξπκέλεο δηάηξεζεο ησλ αξρηθψλ ηνπιάρηζηνλ m. Τπάξρνπλ πεξηπηψζεηο πνπ ε ηζηκέλησζε γίλεηαη κέρξη ην βάζνο ησλ 100 m. Σν έλεκα (ηζηκεληνπνιηφο, πνιθφο ή γαιάθησκα, slurry) πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε ηζηκέλησζε είλαη κίγκα ηζηκέληνπ Portland, λεξνχ (κε αλαινγία 20 lit λεξνχ γηα θάζε ζάθν ηζηκέληνπ) θαη δηάθνξα πξφζζεηα. Η ζπλήζεο αλαινγία είλαη 20 l λεξνχ γηα 50 Kg ηζηκέλην. Μεηά ηελ ηνπνζέηεζε ηνπ ελέκαηνο δηαθφπηνληαη νη εξγαζίεο γηα 48 ψξεο. ηηο γεσζεξκηθέο γεσηξήζεηο ρξεζηκνπνηείηαη εηδηθφ ηζηκέλην, ην νπνίν δελ πθίζηαηαη αιινηψζεηο ζηηο πςειέο ζεξκνθξαζίεο πνπ επηθξαηνχλ (Φπηίθαο, 1998). Σν πάρνο πξέπεη λα είλαη ηνπιάρηζηνλ 3,5 cm. Ο πνιηφο ηνπ ηζηκέληνπ (κίγκα ηζηκέληνπ θαη λεξνχ) δηνρεηεχεηαη ζηνλ ππζκέλα κε θαηάιιειν ζσιήλα (ζσιήλαο tremie), ν νπνίνο θξέκεηαη θαη αησξείηαη ζην ρψξν εμσηεξηθά ηεο ζσιήλσζεο θαη ε ηζηκέλησζε γίλεηαη απφ θάησ πξνο ηα πάλσ. Ο ηζηκεληνπνιηφο (έλεκα) έρεη κεγαιχηεξε ππθλφηεηα (βαξχηεξνο) απφ ηνλ πνιηφ δηάηξεζεο θαη γηα ην ιφγν απηφλ θαηαιακβάλεη ηα θαηψηεξα ζεκεία ηεο γεψηξεζεο, σζψληαο ηνλ πνιηφ δηάηξεζεο πξνο ηα επάλσ. Όηαλ ν πνιηφο εμέιζεη φινο απφ ηε γεψηξεζε ζεκαίλεη φηη ν ρψξνο γέκηζε κε ηνλ πνιηφ ηζηκέληνπ. Υξεζηκνπνηψληαο δηάθνξα πξνζηαηεπηηθά πψκαηα (packer) κπνξεί λα επηηεπρζεί ε ηζηκέλησζε κφλν ησλ επηζπκεηψλ ηκεκάησλ ηεο γεψηξεζεο θαη λα αθήζεη ειεχζεξα ηα εθκεηαιιεχζηκα θαη παξαγσγηθά ηκήκαηα. 46

57 3.5 Σνπνζέηεζε πηεδνκεηξηθνύ ζσιήλα ε έλα νκνγελή θαη ηζφηξνπν πδξνθνξέα ηνπνζεηείηαη έλαο πηεδνκεηξηθφο ζσιήλαο γηα ηελ παξαθνινχζεζε ηεο ζηάζκεο ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ. ε πεξηπηψζεηο πνπ ππάξρνπλ επάιιεια πδξνθφξα ζηξψκαηα ελδείθλπηαη ε ηνπνζέηεζε πηεδνκέηξσλ ζε δηάθνξα βάζε γηα ηελ παξαθνινχζεζε ηεο ζπκπεξηθνξάο ηνπ θαζελφο απφ απηά μερσξηζηά (ρ. 3.4). Η δηάκεηξνο ηνπ πηεδνκεηξηθνχ ζσιήλα είλαη 1,5'' θαη ην βάζνο ηνπνζέηεζεο αλέξρεηαη ζε 60-70% ηνπ βάζνπο ηεο ζσιήλσζεο. ε θάζε πεξίπησζε ην βάζνο ηνπ πηεδνκεηξηθνχ ζσιήλα πξέπεη λα είλαη θάησ θαη απφ ηελ πξνβιεπφκελε πηψζε ζηάζκεο ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ κεηά απφ καθξνρξφληα άληιεζε. Καηά θαλφλα ε ηνπνζέηεζε ηνπ πηεδνκεηξηθνχ ζσιήλα γίλεηαη κε νμπγνλνθφιιεζε ζε επαθή κε ηε κφληκε ζσιήλσζε. Σν θάησ άθξν είλαη δηάηξεην θαη ηνπνζεηείηαη ζε ηπθιφ ζσιήλα. Η ηνπνζέηεζή ηνπ γίλεηαη θαηά ην ζηάδην ηεο ζσιήλσζεο. Σν επάλσ άθξν ηνπ θιείλεηαη κε θαπάθη γηα λα κελ εηζέξρνληαη πιηθά θαη θξάμεη. Ο έιεγρνο ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ πηεδνκεηξηθνχ ζσιήλα, πνπ ζηεξίδεηαη ζηελ αξρή ησλ ζπγθνηλσλνχλησλ δνρείσλ, γίλεηαη σο εμήο: - Πξνζδηνξίδεηαη ε αξρηθή ζηάζκε ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ (Ηα) - Πξνζηίζεηαη πνζφηεηα λεξνχ 1-2 L, ψζηε λα αλέιζεη ε ζηάζκε πεξίπνπ 0,5 m. - Πξνζδηνξίδεηαη ε ηειηθή ζηάζκε κεηά ηελ πξνζζήθε λεξνχ (Ηη) - Μεηξάηαη ν ρξφλνο (t) πνπ ρξεηάδεηαη ην λεξφ λα επαλέιζεη ζηελ αξρηθή ηνπ ζέζε - Τπνινγίδεηαη ν ζπληειεζηήο ι, πνπ νξίδεηαη: 2( ) t( ) χκθσλα κε ηνλ Natermann (Γεκφπνπινο, 2007), αλ ν ζπληειεζηήο ι είλαη ι 1,15% ην πηεδφκεηξν ζεσξείηαη θαηάιιειν γηα κέηξεζε. 47

58 ρήκα 3.4: Σνπνζέηεζε πηεδνκεηξηθψλ ζσιήλσλ ζε δηάθνξα πδξνθφξα ζηξψκαηα. Δθηφο ηεο παξαθνινχζεζεο ηεο ζηάζκεο ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ κε ηε βνήζεηα ηνπ ζηαζκήκεηξνπ, ζηα πηεδφκεηξα γίλεηαη θαη παξαθνινχζεζε δηαθφξσλ παξακέηξσλ φπσο ζεξκνθξαζία, ειεθηξηθή αγσγηκφηεηα κε ηε ρξήζε θαηάιιεισλ αηζζεηήξσλ. ην Παξάξηεκα παξνπζηάδνληαη νη ηερληθέο πξνδηαγξαθέο ειάρηζησλ απαηηήζεσλ αλφξπμεο πδξνγεσηξήζεσλ, πνπ πεξηέρνληαη ζηελ Δθεκεξίδα ηεο Κπβεξλήζεσο, Αξ. Φχιινπ 292/ Έιεγρνο επζπγξακκίαο - θαηαθνξπθόηεηαο Μεηά ηε ζσιήλσζε γίλεηαη έιεγρνο ηεο επζπγξακκίαο θαη θαηαθνξπθόηεηαο ηεο ζηήιεο ησλ ζσιήλσλ ηεο γεψηξεζεο. Η θαηαθνξπθφηεηα πξνυπνζέηεη ηελ επζπγξακκία, ελψ δελ ζπκβαίλεη ην αληίζεην (ρ. 3.5). Οη κε θαηαθφξπθεο γεσηξήζεηο πξνμελνχλ πξνβιήκαηα ζηελ θαζέιθπζε θαη ηε ιεηηνπξγία ησλ αληιεηηθψλ ζπγθξνηεκάησλ, δελ επηηξέπνπλ νκνηφκνξθε ραιίθσζε θαη ηέινο δεκηνπξγνχλ πξνβιήκαηα ζηελ αλέιθπζε ηεο πξνζσξηλήο ζσιήλσζεο. Η παξέθθιηζε απφ ηελ θαηαθφξπθν παξνπζηάδεηαη θπξίσο θαηά ηε δηάηξεζε αλνκνηνγελψλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ θαη πηζαλά νθείιεηαη ζε αζηνρίεο ηνπ ρεηξηζηή. ηελ πεξίπησζε πνπ γίλεη έγθαηξα αληηιεπηή (θαηά ην ζηάδην ηεο 48

59 δηάηξεζεο), ε απφθιηζε απφ ηελ θαηαθφξπθν, πξέπεη λα ζηακαηήζεη ε δηάηξεζε θαη λα αθαηξεζεί ε δηαηξεηηθή ζηήιε. ηε ζπλέρεηα πιεξψλεηαη κε ηζηκέλην ην ηκήκα πνπ απνθιίλεη ή ηνπνζεηνχληαη θαηάιιειεο ζθήλεο θαη ζπλερίδεηαη ε δηάηξεζε αθνινπζψληαο ηελ πνξεία πνπ επηβάιιεη ε ζθήλα. ηελ πεξίπησζε ηνπνζέηεζεο αληιίαο κε θαηαθφξπθν άμνλα (πνκψλα), ε κέγηζηε επηηξεπηή απφθιηζε είλαη κηθξφηεξε απφ 2/3 ηεο ζσιήλσζεο αλά 30 m βάζνπο ηεο γεψηξεζεο. ρ. 3.5: Θέζε θαηαθφξπθεο, επζχγξακκεο θαη κε επζχγξακκεο γεψηξεζεο (Driscoll 1986, Καιιέξγεο 2000, Απφ νχιην, 2008). Τπάξρνπλ βέβαηα πεξηπηψζεηο πνπ ε απφθιηζε είλαη επηζπκεηή (θεθιηκέλε γεώηξεζε ή θαηεπζπλόκελε δηάηξεζε) π.ρ. γηα λα απνθεπρζεί θάπνην ξήγκα ή γηα λα δηαηξεζεί ππφ γσλία κηα θιέβα θνηηάζκαηνο θ.ιπ. Η θιίζε κπνξεί λα δνζεί, είηε ζηελ έλαξμε ηεο δηάηξεζεο, είηε ζε θάπνην ζεκείν ηεο δηαηξπφκελεο γεψηξεζεο κε ηε ρξήζε θαηάιιεισλ ζθελψλ ή ειαζηηθψλ ζηειερψλ. 49

60 Η επζπγξακκία ειέγρεηαη εχθνια κε έλαλ θαζξέπηε πνπ αληαλαθιά ηηο ειηαθέο αθηίλεο ζην εζσηεξηθφ ηεο γεψηξεζεο. Διέγρεηαη επίζεο κε ειεχζεξε δίνδν ζσιήλα κήθνπο 9 m θαη εμσηεξηθήο δηακέηξνπ κηθξφηεξεο θαηά 1,5'' ηεο εζσηεξηθήο δηακέηξνπ ηεο ζσιήλσζεο, ελψ γηα γεσηξήζεηο πνπ δελ ζα ζσιελσζνχλ πξέπεη λα δηέξρεηαη ειεχζεξα ζσιήλαο 12 m, εμσηεξηθήο δηακέηξνπ 3'' κηθξφηεξεο απφ ηε δηάκεηξν ηνπ θνπηήξα πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε. Η θαηαθνξπθφηεηα ειέγρεηαη κε ηξίπνδα (κε ζπξκαηφζρνηλν πάρνπο κεγαιχηεξνπ απφ 1,5 mm), κε θηεξσηή (δηακέηξνπ θαηά 1/4'' κηθξφηεξε ηεο εζσηεξηθήο δηακέηξνπ ηεο ηειηθήο ζσιήλσζεο) ή κε θσηνθαζεηφκεηξν. Μηα εηδηθή νβίδα, εθνδηαζκέλε κε ππμίδα, θιηζίκεηξν θαη απηφκαηε θσηνγξαθηθή κεραλή, θαηεβαίλεη ζηε γεψηξεζε. Η θσηνγξαθηθή κεραλή θσηνγξαθίδεη ηελ ππμίδα θαη ην θιηζίκεηξν ζε ηαθηά ρξνληθά δηαζηήκαηα. Τπάξρνπλ επίζεο θαη άιιεο κέζνδνη, θπξίσο ειεθηξνληθέο, γηα ηνλ έιεγρν ηεο θαηαθνξπθφηεηαο θαη ηεο επζπγξακκίαο. Η απφθιηζε απφ ηελ θαηαθνξπθφηεηα δελ πξέπεη λα μεπεξλά ην 1 m αλά 100 m (1%). Αλ κεηά ηελ ηειηθή ζσιήλσζε δηαπηζησζεί φηη ε γεψηξεζε δελ ηεξεί ηηο αλσηέξσ πξνδηαγξαθέο ηεο θαηαθνξπθφηεηαο θαη ηεο επζπγξακκίαο δελ γίλεηαη δεθηή θαη δελ παξαιακβάλεηαη. Δθαξκνγή 3.1 Η ιηζνινγηθή ηνκή κηαο γεψηξεζεο έδσζε ηα θάησζη απνηειέζκαηα: 0-70 m άξγηινο θαη άκκνο m ιεπηφθνθθε άκκνο m κεζφθνθθε άκκνο m ιεπηφθνθθε άκκνο Η ζηάζκε είλαη ζηα 45 m απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο θαη ε πδξνπεξαηφηεηα ή πδξαπιηθή αγσγηκφηεηα (k) ηνπ πδξνθφξνπ ζηξψκαηνο ηεο ιεπηφθνθθεο άκκνπ είλαη 10-5 m/s θαη ηεο κεζφθνθθεο άκκνπ 2,5x10-4 m/s. - Να ππνινγίζεηε ηνλ ζπληειεζηή κεηαβηβαζηηθφηεηαο θάζε ελφο απφ ηα ηξία πδξνθφξα ζηξψκαηα, θαζψο θαη ην πνζνζηφ (%) ηεο κεηαβηβαζηηθφηεηαο θάζε πδξνθφξνπ ζηξψκαηνο ζε ζρέζε κε ηε ζπλνιηθή. - ε πνην ή πνηα πδξνθφξα ζηξψκαηα ζα ηνπνζεηνχζαηε θηιηξνζσιήλεο; Λύζε Ο ζπληειεζηήο κεηαβηβαζηηθφηεηαο (Σ) ππνινγίδεηαη απφ ηε ζρέζε Σ=kD, φπνπ D=ην πάρνο ηνπ πδξνθφξνπ ζηξψκαηνο. Απφ ηε ιηζνινγηθή ηνκή έρσ: 50

61 πδξνθφξν ζηξψκα πάρνο (m) k (m/s) Σ (m 2 /s) T(%) 1. ιεπηφθνθθε άκκνο x10-5 5,0 2. κεζφθνθθε άκκνο 6 2,5x x ,7 3. ιεπηφθνθθε άκκνο x10-5 1,3 Σ νι =1,6x10-3 Απφ ηνλ αλσηέξσ πίλαθα πξνθχπηεη φηη ην δεχηεξν πδξνθφξν ζηξψκα ηεο κεζφθνθθεο άκκνπ, αληηπξνζσπεχεη ην 83,7% ηεο ζπλνιηθήο κεηαβηβαζηηθφηεηαο. Άξα ζην ζηξψκα απηφ ζα ηνπνζεηήζνπκε ηνπο θηιηξνζσιήλεο. Δθαξκνγή 3.2 Να ειεγρζεί αλ γηα δηάκεηξν ζσιήλσζεο d=0,36 m θαη ζπλνιηθφ κήθνο θηιηξνζσιήλα 6 m ζε κηα πδξνγεψηξεζε πνπ ζα αληιείηαη κε Q=160 m 3 /h, επηηπγράλεηαη ε βέιηηζηε ηαρχηεηα εηζφδνπ ηνπ λεξνχ ίζε κε 0,03 m/s. Αλ φρη, πνην πξέπεη λα είλαη ην κήθνο ηνπ θηιηξνζσιήλα, αλ ε δηάκεηξνο κείλεη ζηαζεξή; Αλ ην κήθνο ηνπ θηιηξνζσιήλα παξακείλεη ζηαζεξφ, πνηα πξέπεη λα είλαη ε δηάκεηξνο ζσιήλσζεο; Η ζπλνιηθή επηθάλεηα αλνηγκάησλ λα ζεσξεζεί ίζε κε 15% ηεο επηθάλεηαο ηνπ θηιηξνζσιήλα. Λύζε 1. Τπνινγίδεηαη ε επηθάλεηα γηα φιν ην κήθνο ηνπ θηιηξνζσιήλα (6 m) Δ νι = π x d x L= 3,14 x 0,36 m x 6=6,78 m 2 2. Τπνινγίδεηαη ε ζπλνιηθή επηθάλεηα αλνηγκάησλ (P=15%) Δ αλ =Δ νι x P=6,78 x 0,15=1,017 m 2 3. Τπνινγίδεηαη ε ηαρχηεηα εηζφδνπ ηνπ λεξνχ π 1 γηα παξνρή άληιεζεο Q=160 m 3 /h πλεπψο π 1 =Q/E αλ =157 m/h=0,04 m/s Δπεηδή π 1 >0,03 m/s απμάλνπκε είηε ην κήθνο ηνπ θηιηξνζσιήλα, είηε ηε δηάκεηξν, είηε θαη ηα δχν. Έηζη γηα π 2 =0,03 m/s=108 m/h θαη π 1 Δ 1 =π 2 Δ 2 έρσ: Δ 2 =1,48 m 2 4. Άξα κε ζηαζεξή δηάκεηξν ην ειάρηζην κήθνο θηιηξνζσιήλα είλαη: L=1,48/(3,14x 0,36 x 0,15)=8,7 m= ~9 m 5. Αλ ην κήθνο ηνπ θηιηξνζσιήλα κείλεη ζηαζεξφ, δει. κήθνο 6 m, θάλνπκε ηνπο ππνινγηζκνχο γηα κεγαιχηεξε δηάκεηξν θηιηξνζσιήλα, ψζηε λα επηηχρνπκε ηαρχηεηα εηζφδνπ <0,03 m/s, π.ρ. 60 cm (0,6 m) E= π x d x L=3,14x 0,6 m x 6 m=11,3 m 2 E αλ = π x d x L x P=3,14 x 0,6 x 6 x 0,15=1,69 m 2 θαη π=160/1,69=9,46 m/h=0,026 m/s. Δθαξκνγή 3.3 Μηα γεψηξεζε βάζνπο D=280 m, δηαηξήζεθε κε ηειηθή δηάκεηξν ίζε κε 16'' (1''=2,54 cm) θαη ζσιελψζεθε κε δηάκεηξν ζσιήλσλ 8''. 51

62 Να ππνινγηζζεί ν απαηηνχκελνο φγθνο ραιηθηνχ γηα ραιίθσζε ζε φιν ην βάζνο ηεο γεψηξεζεο. Λύζε Ο φγθνο ραιηθηνχ (V) ζα ππνινγηζζεί αλ αθαηξέζνπκε ηνλ θπιηλδξηθφ φγθν (εκβαδφλ βάζεο x χςνο) ηεο ηειηθήο ζσιήλσζεο απφ ηνλ φγθν ηεο αξρηθήο δηάηξεζεο, δει. V=πR 1 2 D-πR 2 2 D=πD(R 1 2 -R 2 2 )=3,14 x 280 x (0,20 2-0,10 2 )=26,4 m 3. Αζθήζεηο 3.1 Η ιηζνινγηθή ηνκή ηεο γεψηξεζεο, πνπ αλνξχρζεθε ζε έλα ππφ πίεζε πδξνθνξέα, έδσζε ηα εμήο απνηειέζκαηα έδσζε ηα εμήο απνηειέζκαηα: 0-12 m άξγηινο, m ιεπηφθνθθε άκκνο, m άκκνο θαη ράιηθεο, m άξγηινο, m ράιηθεο, m άξγηινο, m θξνθάιεο, m κάξγα. Να θάλεηε ην ζθαξίθεκα ηεο γεσινγηθήο ηνκήο θαη ηεο ζσιήλσζεο ηεο γεψηξεζεο. 3.2 Απφ ηα γεσηξεηηθά δεδνκέλα κηαο γεψηξεζεο, πνπ αλνξχρζεθε ζε ηεηαξηνγελείο ζρεκαηηζκνχο, πξνέθπςε ν παξαθάησ Πίλαθαο: Τδξνθφξν ζηξψκα Πάρνο (m) dελ (cm) k (m/s) T (m 2 /s) Σ (%) , , ,03 Tνι Να ζπκπιεξσζεί ν αλσηέξσ Πίλαθαο (Γηα ηελ εθηίκεζε ηνπ k λα ρξεζηκνπνηεζεί ν ηχπνο ηνπ Hazen: k (cm/s)=c.d 2 ελ. H ζηαζεξά c ιακβάλεηαη ίζε κε 100, αλ ε d ελ κεηξάηαη ζε mm). - Πνην πδξνθφξν ζηξψκα εκθαλίδεη κεγαιχηεξε (%) κεηαβηβαζηηθφηεηα T; - Πνπ ζα ηνπνζεηεζνχλ νη θηιηξνζσιήλεο; 3.3 Μηα γεψηξεζε βάζνπο D=120 m, δηαηξήζεθε κε ηειηθή δηάκεηξν δηεχξπλζεο ίζε κε 16'' θαη ζσιελψζεθε κε δηάκεηξν ζσιήλσλ 10''. Να ππνινγηζζεί ν απαηηνχκελνο φγθνο ραιηθηνχ γηα ραιίθσζε ζε φιν ην βάζνο ηεο γεψηξεζεο. 52

63 3.4 Μηα πδξνγεψηξεζε ζρεδηάδεηαη λα αληιείηαη κε Q=120 m 3 /h. Η δηάκεηξνο ηεο ηειηθήο ζσιήλσζεο είλαη d=14''. Να βξεζεί ε ηαρχηεηα εηζφδνπ ηνπ λεξνχ, αλ ην κήθνο ησλ θηιηξνζσιήλσλ είλαη 9 m. Δίλαη ε ηαρχηεηα απηή ε βέιηηζηε; Αλ φρη πσο πξέπεη λα ζρεδηαζζεί ε γεψηξεζε; Η ζπλνιηθή επηθάλεηα ησλ αλνηγκάησλ λα ζεσξεζεί ίζε κε 20% ηεο επηθάλεηαο ηνπ θηιηξνζσιήλα. 53

64 54

65 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 4 ΑΝΑΠΣΤΞΗ ΤΓΡΟΓΔΧΣΡΗΔΧΝ Έλλνηεο θιεηδηά: Μέζνδνη αλάπηπμεο, αληιίεο, δνθηκαζηηθή άληιεζε, θφζηνο αλφξπμεο 4.1 Αλάπηπμε ησλ πδξνγεσηξήζεσλ Πεξηιακβάλεη ηηο εξγαζίεο (νπζηαζηηθά θαζαξηζκφ κε λεξφ, αέξα ή ρεκηθά πξφζζεηα), πνπ γίλνληαη κεηά ην ηέινο ηεο ζσιήλσζεο θαη ραιίθσζεο κε ζθνπφ ηνλ θαζαξηζκφ ηεο γεψηξεζεο, ψζηε λα παξέρεη θαζαξφ λεξφ. Δηδηθφηεξα, ε αλάπηπμε απνζθνπεί: - ζηελ αθαίξεζε ηνπ κπεηνλίηε θαη ηεο άκκνπ πνπ έρνπλ παξακείλεη ζηε γεψηξεζε - ζηελ θνθθνκεηξηθή αλαδηάηαμε ησλ πιηθψλ ηνπ ραιηθφθηιηξνπ θαη ζπλεπψο ζηελ αχμεζε ηεο πδξνπεξαηφηεηαο ησλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ ζην άκεζν πεξηβάιινλ ηεο γεψηξεζεο θαη ζπλεπψο ζηελ αχμεζε ηεο εηδηθήο ηθαλφηεηαο ηεο γεψηξεζεο - ζηελ επηκήθπλζε ηεο δηάξθεηαο δσήο ηεο πδξνγεψηξεζεο. 4.2 Μέζνδνη αλάπηπμεο πδξνγεσηξήζεσλ Η αλάπηπμε ηεο γεψηξεζεο γίλεηαη κε δηάθνξνπο ηξφπνπο, πνπ αλαθέξνληαη παξαθάησ: 1) Αλάπηπμε κε άληιεζε Γίλεηαη άληιεζε κε κεγάιεο παξνρέο (overpumping), θαηά ηελ νπνία ε αληιία ηνπνζεηείηαη πάλσ απφ ηνλ θηιηξνζσιήλα. πληζηάηαη ζε πδξνθνξείο νκνηνγελείο κε κηθξφ πάρνο. Μπνξεί ε άληιεζε λα γίλεη κε απφηνκεο δηαθνπέο θαη ελάξμεηο, 55

66 ψζηε κε ηελ πηψζε ηεο ζηήιεο λεξνχ πνπ βξίζθεηαη κέζα ζην ζσιήλα ηεο αληιίαο λα αζθνχληαη πηέζεηο ζην πδξνθφξν ζηξψκα ζηελ πεξηνρή ηνπ θίιηξνπ. Απηή ε αζπλερήο άληιεζε πξνθαιεί αλαδηάηαμε ησλ πιηθψλ γχξσ απφ ηε γεψηξεζε. Μπνξεί λα εθαξκνζζεί θιηκαθσηή δηαδηθαζία άληιεζεο (rawhiding), μεθηλψληαο απφ κηθξέο παξνρέο θαη ζπλερψο απμαλφκελεο. πλήζσο νη παξνρέο είλαη ίζεο κε ην ¼, ½, 1, 1½ θαη 2 θνξέο ηελ αλακελφκελε παξνρή ηεο γεψηξεζεο. Η άληιεζε ζε θάζε βαζκίδα δηαξθεί κέρξη λα παξαρζεί θαζαξφ λεξφ. Η αληιία ηνπνζεηείηαη ζην κέζν πεξίπνπ ηεο ζσιήλσζεο. 2) Αλάπηπμε κε εκβνιηζκό Αθαηξείηαη ην θνπίδη απφ ηε δηαηξεηηθή ζηήιε θαη πξνζαξκφδεηαη έλα έκβνιν (ζνπκπάπ) κε εμσηεξηθφ δαθηχιην απφ ειαζηηθφ. Σν έκβνιν κεηαθηλείηαη πάλσθάησ πξνθαιψληαο σζήζεηο ζην λεξφ απφ ηε γεψηξεζε πξνο ηνλ πδξνθνξέα (θίλεζε πξνο ηα θάησ) θαη αληίζηξνθα απφ ηνλ πδξνθνξέα ζηε γεψηξεζε (θίλεζε πξνο ηα πάλσ). Απηέο νη σζήζεηο έρνπλ σο απνηέιεζκα ηελ θαηαζηξνθή ησλ «γεθπξψλ» πνπ δεκηνπξγνχλ ηα πιηθά ηνπ πδξνθνξέα (ρ. 4.1) Ο εκβνιηζκφο μεθηλά απφ ην θάησ κέξνο ηνπ θηιηξνζσιήλα θαη πξννδεπηηθά ζπλερίδεηαη πξνο ηα πάλσ. Η κέζνδνο είλαη απνδνηηθή ζηελ θξνπζηηθή κέζνδν δηάηξεζεο. Όηαλ ηειεηψζεη ε αλάπηπμε ε γεψηξεζε θαζαξίδεηαη κε ηνλ θάδν θαζαξηζκνχ θαη αθνινπζεί αλάπηπμε κε άληιεζε. ρήκα 4.1: Γέθπξεο θφθθσλ άκκνπ (Johnson VOP Div., 1972, Απφ Καιιέξγε, 1999). 56

67 3) Αλάπηπμε κε εθηόμεπζε αέξα κε αεξνζπκπηεζηή (air-lift) Η αλάπηπμε κε αέξα είλαη ε πιένλ θιαζζηθή κέζνδνο αλάπηπμεο θαη γίλεηαη κε ηε βνήζεηα αεξνζπκπηεζηή (ρ. 4.2). Ο αέξαο πνπ δηνρεηεχεηαη κε πίεζε αλεβάδεη ην λεξφ καδί κε ηα ιεπηφθνθθα πιηθά απφ ηνλ ππζκέλα θαη ηα ηνηρψκαηα ηεο γεψηξεζεο (ηξίκκαηα, κπεληνλίηεο, ιάζπε θ.ά). Η δηάκεηξνο ηεο ζηήιεο αλάπηπμεο είλαη κηθξφηεξε θαηά 2-3'' απφ ηε δηάκεηξν ησλ ζσιήλσλ θαη θζάλεη κέρξη ηνλ ππζκέλα ηεο γεψηξεζεο. Ο ζσιήλαο ηνπ αέξα ηνπνζεηείηαη ιίγν θάησ απφ ηε ζηάζκε ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ θαη ε δηάκεηξφο ηνπ είλαη 1-2,5''. Καηά ηελ εθαξκνγή ηεο κεζφδνπ γίλνληαη ζθφπηκεο δηαθνπέο ηεο εκθχζεζεο αέξα θαη απφηνκε έλαξμε. Η δηάξθεηα αλάπηπμεο πξέπεη λα δηαξθεί κέρξη λα παξαρζεί θαζαξφ λεξφ, απαιιαγκέλν απφ ιεπηφθνθθα πιηθά. ρήκα 4.2: Δγθαηάζηαζε air-lift γηα ηελ αλάπηπμε πδξνγεψηξεζεο (Todd, 1980, Καιιέξγεο, 1999) 57

68 Η αλάπηπμε κε αέξα γίλεηαη κε δχν ηξφπνπο: - Δκβνιηζκόο κε αέξα (surging with air) Οη ζηήιεο αλάπηπμεο θαη αέξα κπνξεί λα αλεβνθαηεβαίλνπλ απφηνκα ε κία ζε ζρέζε κε ηελ άιιε σζψληαο ηα ιεπηφθνθθα πιηθά λα εμέιζνπλ απφ ηε γεψηξεζε. Γηα ηνλ εκβνιηζκφ κε αέξα πξέπεη λα είλαη δηαζέζηκνο αεξνζπκπηεζηήο (θνκπξεζέξ), ν νπνίνο κπνξεί λα αλαπηχμεη ειάρηζηε πίεζε 150 psi (πεξίπνπ 1035 kpa) γηα γεσηξήζεηο κε βάζνο ηεο ηάμεσο ησλ 106 m. Γηα λα πξνθαιέζεη ν εηζαγφκελνο αέξαο άληιεζε (ξνή λεξνχ κέζα ζηε ζσιήλσζε πξνο ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο), ε νπνία ζα είλαη απνηειεζκαηηθή γηα ηνλ θαζαξηζκφ ηεο γεψηξεζεο, πξέπεη ε παξνρή ηνπ αεξνζπκπηεζηή λα είλαη πεξίπνπ 6,3 m 3 /s αέξα αλά m 3 αληινχκελνπ λεξνχ. - Αλάπηπμε κε αλάζηξνθε πιύζε κε αέξα (backwashing with air) Σν λεξφ αληιείηαη κε ηε κέζνδν air-lift θαη ζηε ζπλέρεηα σζείηαη πξνο ηνλ πδξνθνξέα κε ηε βνήζεηα αέξα ππφ πίεζε. Η κέζνδνο ελδείθλπηαη ζηηο αζσιήλσηεο γεσηξήζεηο θαη ζηηο γεσηξήζεηο πνπ έρνπλ κηθξφ κήθνο θηιηξνζσιήλα. 4) Αλάπηπμε κε πδξαπιηθή εθηόμεπζε (hydraulic jetting) Η κέζνδνο εθαξκφδεηαη ζε αζσιήλσηεο γεσηξήζεηο, θαζψο θαη ζε γεσηξήζεηο κε κεγάιε επηθάλεηα αλνίγκαηνο ζρηζκψλ ζηνπο θηιηξνζσιήλεο. Υξεζηκνπνηείηαη έλαο εθηνμεπηήξαο λεξνχ (ρ. 4. 3) θάζεηα ζηε γεψηξεζε θαη ζπλδέεηαη ζην θάησ ηκήκα ηεο ζηήιεο. Η ζηήιε ζπλδέεηαη κε έλα ηξνθνδφηε λεξνχ πςειήο πίεζεο. Ο εθηνμεπηήξαο πεξηζηξέθεηαη αξγά (60 ζηξνθέο αλά ψξα) θαη κεηαθηλείηαη απφ θάησ πξνο ηα πάλσ. Η ηαρχηεηα εθηφμεπζεο λεξνχ αλέξρεηαη ζε 180 km/h. Ο εθηνμεπηήξαο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεί αέξα ππφ πίεζε αληί γηα λεξφ. Καιχηεξα απνηειέζκαηα επηηπγράλνληαη κε ηαπηφρξνλε άληιεζε λεξνχ κε παξνρή θαηά % κεγαιχηεξε απφ απηήλ ηνπ εθηνμεπηήξα. 58

69 ρήκα 4.3: Αλάπηπμε κε εθηφμεπζε λεξνχ (Καιιέξγεο, 1999) 5) Αλάπηπμε κε ρεκηθά πξόζζεηα Γηα ηελ απφθξαμε ησλ δηφδσλ θπθινθνξίαο λεξνχ ρξεζηκνπνηνχληαη ρεκηθά πξφζζεηα, πνπ αλήθνπλ ζε δχν θαηεγνξίεο: ηα νμέα θαη ηα πνιπκεηαθσζθνξηθά άιαηα. Σν πδξνρισξηθφ νμχ (ή ην πδξνθζνξηθφ) πεξηεθηηθφηεηαο 15-20% έρεη ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηνλ θαζαξηζκφ αζσιήλσησλ γεσηξήζεσλ πνπ έρνπλ αλνξπρζεί ζε αλζξαθηθά πεηξψκαηα. Σν νμχ αληηδξά κε ηα ηξίκκαηα δηεπξχλνληαο ηηο νπέο ησλ πεηξσκάησλ θαη απμάλνληαο ηελ παξνρή ησλ πδξνγεσηξήζεσλ. Η δηνρέηεπζε νμένο γίλεηαη ζε ηαθηά ρξνληθά δηαζηήκαηα (100 kg/h) θαη κεηά αθνινπζεί δηνρέηεπζε λεξνχ (300 L/h). ηηο πεξηπηψζεηο πνπ ν θαζαξηζκφο πξέπεη λα γίλεη ζε ζπγθεθξηκέλν ηκήκα ηνπ πδξνθνξέα ρξεζηκνπνηνχληαη πξνζηαηεπηηθά πψκαηα ή απνθξάθηεο (packers), πνπ ηνπνζεηνχληαη ζην πάλσ θαη ην θάησ κέξνο ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ ηκήκαηνο. Γηα ηε δηνρέηεπζε ηνπ νμένο ρξεζηκνπνηείηαη ιεπηφο ειαζηηθφο ζσιήλαο ή ζηήιε ζηειερψλ (ρ. 4.4). Η γεψηξεζε πξέπεη λα αληιεζεί κεηά ην πέξαο ηεο δηαδηθαζίαο θαζαξηζκνχ, ψζηε ην ph λα επαλέιζεη ζηηο θπζηνινγηθέο ηηκέο. 59

70 ρήκα 4.4: Αλάπηπμε κε ρξήζε HCl (Castany 1968, Bremond 1963, Kαιιέξγεο, 1999). Μεηά ηε ρξήζε νμέσλ έρεη ρξεζηκνπνηεζεί ζηεξεφ CO 2 (μεξφο πάγνο), πνπ εηζάγεηαη ζηελ πδξνγεψηξεζε θαη ππφθεηηαη ζε εκβνιηζκνχο κε αέξα ππφ πίεζε. Απφ ηελ αληίδξαζε ειεπζεξψλεηαη νμπγφλν, πνπ δεκηνπξγεί πίεζε θαη πξνθαιεί εθηφμεπζε λεξνχ θαη ιάζπεο. Σα πνιπκεηαθσζθνξηθά άιαηα πξνθαινχλ απνθξνθίδσζε θαη δηάζπαζε ηνπ πιαθνχληα πνπ δεκηνπξγείηαη απφ ηε ρξήζε ηνπ πνιηνχ δηάηξεζεο, θαζψο θαη ησλ αξγηιηθψλ νξπθηψλ γχξσ απφ ηε γεψηξεζε. Καιχηεξα απνηειέζκαηα επηηπγράλνληαη αλ ε ρξήζε ησλ αιάησλ γίλεη ακέζσο κεηά ηε ραιίθσζε. Σέινο, ρξεζηκνπνηείηαη ζηα ζθιεξά πεηξψκαηα θαη ε κέζνδνο ησλ εθξεθηηθψλ, ηα νπνία ηνπνζεηνχληαη ζε ιεπηνχο θάδνπο ζε δηάθνξα βάζε ζην χςνο ησλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ. Η νπή ηεο γεψηξεζεο πιεξψλεηαη κε άκκν. Η έθξεμε ή νη εθξήμεηο γίλεηαη κε ειεθηξηθφ ζήκα θαη πξνθαινχληαη ξσγκέο ζηα ηνηρψκαηα ηεο γεψηξεζεο, απμάλνληαο έηζη ηελ πδξνπεξαηφηεηά ηεο. Μεηνλέθηεκα είλαη φηη απνθξάζζεηαη κέξνο ηεο νπήο ηεο γεψηξεζεο θαη ρξεηάδεηαη επαλαδηάλνημε. 60

71 Καηά ηελ αλάπηπμε κε νπνηαδήπνηε κέζνδν, γίλεηαη ζπρλή δεηγκαηνιεςία γηα ηελ παξαθνινχζεζε ηεο πνηφηεηαο ηνπ λεξνχ θαη ηεο παξνπζίαο ιεπηφθνθθσλ πιηθψλ. Ο πξνζδηνξηζκφο ηεο πεξηεθηηθφηεηαο ησλ ζηεξψλ ( ) γίλεηαη κε ηνλ θψλν Imhoff, ν νπνίνο είλαη έλα θσληθφ δνρείν απφ γπαιί ή πιαζηηθφ (ρ. 4.5). ρήκα 4.5: Κψλνο Imhoff γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο πεξηεθηηθφηεηαο ζε ηιχ θαη άκκν. Σέινο, πξέπεη λα ειέγρεηαη αλ έρεη θαζαξηζηεί θαιά ην θαηψηαην ηπθιφ ηκήκα ηεο ζσιήλσζεο. Ο έιεγρνο γίλεηαη κεηξψληαο ην βάζνο απφ ηελ θνξπθή ηεο ζσιήλσζεο κέρξη ηνλ ππζκέλα. Δάλ ζην θαηψηαην ηπθιφ ηκήκα ηεο γεψηξεζεο ππάξρνπλ απνζέζεηο άκκνπ ή ιάζπεο, ην βάζνο απηφ ζα πξνθχςεη κηθξφηεξν απφ ην ζπλνιηθφ κήθνο ησλ ζσιήλσλ πνπ έρνπλ ηνπνζεηεζεί κέζα ζηε γεψηξεζε. Η απνκάθξπλζε απηψλ ησλ απνζέζεσλ πξέπεη λα γίλεη ή κε ηε βνήζεηα θάδνπ θαζαξηζκνχ ή κε εκβνιηζκφ κε αέξα. Η αλάπηπμε ζεσξείηαη σο επηηπρψο πεξαησζείζα, φηαλ ε γεψηξεζε απνδίδεη δηαπγέο λεξφ, απαιιαγκέλν απφ ιεπηφθνθθα πιηθά κε ηελ έλαξμε ηεο άληιεζεο κε ηε κέγηζηε παξνρή. 61

72 4.3 Γνθηκαζηηθή άληιεζε- Έιεγρνο ηεο αλάπηπμεο Γηα λα ειεγρζεί αλ κηα γεψηξεζε αλαπηχρζεθε θαιά εθηεινχληαη δνθηκαζηηθέο αληιήζεηο θαηά βαζκίδεο. Αλαιπηηθά αθνινπζνχληαη ηα θάησζη βήκαηα: Σνπνζέηεζε ηνπ αληιεηηθνχ ζπγθξνηήκαηνο. Σα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ αληιεηηθνχ ζπγθξνηήκαηνο (δηάκεηξνο αληιίαοζηξνβίινπ, βάζνο ηνπνζέηεζεο, ηππνδχλακε θ.ιπ.) θαζνξίδνληαη κε βάζε ηελ ηερληθή έθζεζε. Η δηάκεηξνο ηεο αληιίαο είλαη αλάινγε κε ηελ αλακελφκελε παξνρή, ψζηε λα απνδίδεη ηε κέγηζηε παξνρή πνπ απνδίδεη ε γεψηξεζε. Γίλεηαη πξνάληιεζε κε δηάθνξεο παξνρέο γηα λα πάξνπκε θαζαξφ λεξφ. Σν αληινχκελν λεξφ απνκαθξχλεηαη κε ζσιήλα ζε θαηάιιειε απφζηαζε (ηνπιάρηζηνλ 50 m) θαη εθφζνλ ππάξρεη ελδερφκελν επαλαηξνθνδνζίαο ηνπ πδξνθνξέα, ε απφζηαζε απηή απμάλεηαη θαη θαζνξίδεηαη απφ ηελ επίβιεςε. Σν πξφγξακκα άληιεζεο (βαζκίδεο, ζηαζεξή παξνρή, δηάξθεηα θ.ιπ.) θαζνξίδεηαη επηηφπνπ κε βάζε ηελ αμηνιφγεζε ησλ απνηειεζκάησλ ηεο πξνάληιεζεο. Σα ζηνηρεία ηεο άληιεζεο θαηαρσξνχληαη ζε εηδηθφ έληππν θαη απφ ηελ επεμεξγαζία ηνπο θαζνξίδεηαη ε θξίζηκε παξνρή θαη ε παξνρή εθκεηάιιεπζεο ηεο γεψηξεζεο. Καζνξίδνληαη νη κε γξακκηθέο απψιεηεο θαη ν βαζκφο αλάπηπμεο ηεο γεψηξεζεο κε βάζε ηελ αμηνιφγεζε ησλ αληιεηηθψλ δεδνκέλσλ θαηά βαζκίδεο. Γίλεηαη δεηγκαηνιεςία λεξνχ γηα ρεκηθή θαη κηθξνβηνινγηθή εμέηαζε ζε πηζηνπνηεκέλα εξγαζηήξηα. Με ηελ αμηνιφγεζε ησλ δεδνκέλσλ ηεο δνθηκαζηηθήο άληιεζεο θαηά βαζκίδεο γίλεηαη εθηίκεζε ηεο θξίζηκεο παξνρήο θαη ηεο παξνρήο εθκεηάιιεπζεο ηεο γεψηξεζεο. Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ησλ απσιεηψλ θαη ηεο απόδνζεο ή απνηειεζκαηηθόηεηαο (efficiency) ησλ γεσηξήζεσλ ρξεζηκνπνηνχληαη ηα ζηνηρεία ησλ θιηκαθσηψλ 62

73 αληιεηηθψλ δνθηκαζηψλ (step-drawdown tests) κε βάζε ηε κέζνδν ησλ Bierschenk & Wilson. Η αλάιπζε απηή ζεσξεί φηη ε πηψζε ζηάζκεο ζ' έλα πεγάδη κπνξεί λα εθθξαζζεί σο ην άζξνηζκα δχν παξαγφλησλ: δ=bq + CQ 2 ηελ εμίζσζε ν γξακκηθφο παξάγσλ (BQ) εκθαλίδεη ηηο απψιεηεο ηνπ πδξνθνξέα θαη νη κε γξακκηθέο (CQ 2 ) ηηο απψιεηεο ηεο γεψηξεζεο πνπ αληηζηνηρνχλ ζε κηα δεδνκέλε παξνρή Q. Οη γξακκηθέο απψιεηεο αληηζηνηρνχλ ζηα πδξαπιηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πδξνθνξέα θαη νη κε γξακκηθέο ζηα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηεο γεψηξεζεο. Αλ θαη ε αλσηέξσ ζρέζε δελ είλαη εμ' νινθιήξνπ αθξηβήο, επεηδή νη απψιεηεο θνξηίνπ ζηε γεψηξεζε ζπλδένληαη κε ηπξβψδε ξνή θαη είλαη αλάινγεο κε ηε n- νζηή δχλακε ηεο αληινχκελεο παξνρήο (Q n ) φπνπ n>1. Δληνχηνηο γηα ιφγνπο επθνιίαο ρξεζηκνπνηείηαη n=2. Η αλάιπζε Bierschenk and Wilson είλαη κηα απιή γξαθηθή κέζνδνο γηα ηνλ θαζνξηζκφ ησλ ζπληειεζηψλ B θαη C. Η εμίζσζε κπνξεί λα εθθξαζηεί θαη σο εμήο: CQ B Q H αλσηέξσ ζρέζε είλαη κία γξακκηθή ζρέζε αλάκεζα ζηα δ/q θαη Q. Έηζη ην δηάγξακκα δ/q=f (Q) είλαη κηα επζεία γξακκή κε θιίζε C θαη ζηαζεξά B (βι. παξάδεηγκα 4.1). Σέινο ππνινγίδεηαη ε απφδνζε (Δ) ησλ γεσηξήζεσλ κε ηε ζρέζε: E Q w Q BQ BQ 100 w Όπνπ: δw=ε πηψζε ζηάζκεο κεηξνχκελε ζην πεδίν γηα κηα δεδνκέλε παξνρή Q BQ=ε ζεσξεηηθή πηψζε ζηάζκεο O ιφγνο C/B εθθξαζκέλνο επί ηνηο εθαηφ θαζνξίδεη ηνλ ζπληειεζηή αλάπηπμεο ηεο γεψηξεζεο (well development factor). Αλ είλαη (C/B).100<0,1 ν βαζκφο αλάπηπμεο ηεο γεψηξεζεο είλαη εμαηξεηηθφο, κεηαμχ 0,1-0,5 θαιφο, κεηαμχ 0,5-1 κέηξηνο θαη >1 ρακειφο. 63

74 Παξάδεηγκα 4.1 Η άληιεζε θαηά βαζκίδεο ζε κηα γεψηξεζε έδσζε ηα θάησζη απνηειέζκαηα: Q 1 =75,5 m 3 /h δ 1 =3,74 m Q 2 =110 m 3 /h δ 2 =7,04 m Q 3 =144 m 3 /h δ 3 =13,0 m Q 4 =185 m 3 /h δ 4 =20,35 m Να ππνινγηζζνχλ νη γξακκηθέο θαη κε γξακκηθέο απψιεηεο, ν ζπληειεζηήο αλάπηπμεο, θαζψο θαη ε απνηειεζκαηηθφηεηα ηεο γεψηξεζεο. Λύζε: Καηαζθεπάδσ ην δηάγξακκα δ/q=f(q) θαη ππνινγίδσ ηνπο ζπληειεζηέο B, C κε βάζε ηηο θάησζη ηηκέο (ρ. 4.6). Q 1 =75,5 m 3 /h δ 1 /Q 1 =3,74 m Q 2 =110 m 3 /h δ 2 /Q 2 =7,04 m Q 3 =144 m 3 /h δ 3 /Q 3 =13,0 m Q 4 =185 m 3 /h δ 4 /Q 4 =20,35 m Απφ ην ρήκα 4.6 πξνθχπηεη φηη Β=0,00484 θαη C=0,00057 θαη γηα θάζε παξνρή έρσ: Q 1 =75,5 m 3 /h ΒQ 1 =0,365 CQ 2 1 =3,262 Q 2 =110 m 3 /h ΒQ 2 =0,532 CQ 2 2 =6,925 Q 3 =144 m 3 /h ΒQ 3 =0,696 CQ 2 3 =11,867 Q 4 =185 m 3 /h ΒQ 4 =0,895 CQ 2 4 =19,586 Οη κε γξακκηθέο απψιεηεο (CQ 2 ) είλαη πνιχ κεγάιεο ζε ζρέζε κε ηηο γξακκηθέο ΒQ. Η απνηειεζκαηηθφηεηα θπκαίλεηαη απφ 9,7% (Q 1 =75,5 m 3 /h) έσο 4,3% (Q 4 =185 m 3 /h). Παξαηεξείηαη δει. κείσζε ηεο απνηειεζκαηηθφηεηαο κε ηελ αχμεζε ηεο αληινχκελεο παξνρήο. Ο ζπληειεζηήο αλάπηπμεο ηεο γεψηξεζεο (C/B).100 είλαη >1, πνπ ππνδειψλεη φηη ν βαζκφο αλάπηπμεο ηεο γεψηξεζεο είλαη ρακειφο δ/q B=0, C=0, Q (m3/h) ρήκα 4.6: Γηάγξακκα δ/q=f(q) γηα ηα δεδνκέλα ηνπ παξαδείγκαηνο

75 Έλαο ηξφπνο γηα λα δηαπηζησζεί ε πεξαηφηεηα ησλ ζρεκαηηζκψλ πνπ δηαηξήζεθαλ είλαη ε δηνρέηεπζε λεξνχ ζηε γεψηξεζε κεηά ηελ αλάπηπμε. Αλ ε ζηάζκε ηνπ λεξνχ ζηε γεψηξεζε αλεβαίλεη, ε πεξαηφηεηα ηνπ ζρεκαηηζκνχ -ή ε αλάπηπμε ηεο γεψηξεζεο - είλαη θαθή, ηφζν δε θαθή φζν κεγαιχηεξε είλαη ε ηαρχηεηα αλφδνπ ηεο ζηάζκεο (Καιιέξγεο, 2001). Γηα ηελ εθηίκεζε ηεο θξίζηκεο παξνρήο θαη ηεο παξνρήο εθκεηάιιεπζεο κηαο γεψηξεζεο θαηαζθεπάδεηαη ην δηάγξακκα «πηψζε ζηάζκεο-παξνρήο», πνπ απνηειεί θαη ηε ραξαθηεξηζηηθή θακπύιε ηεο γεψηξεζεο. Σν δηάγξακκα απηφ απνηειείηαη απφ έλα αξρηθφ επζχγξακκν ηκήκα, απφ έλα κεζαίν αξθεηά θπξηφ θαη έλα ηειηθφ ιηγφηεξν θπξηφ. Σν ζεκείν ζην νπνίν ε θακπχιε απφ επζεία γίλεηαη θπξηή νλνκάδεηαη θξηηηθφ ζεκείν θαη θαζνξίδεη ηελ θξίζηκε παξνρή ηεο γεψηξεζεο. Χο παξνρή εθκεηάιιεπζεο ιακβάλεηαη παξνρή κηθξφηεξε απφ ηελ θξίζηκε παξνρή (ρ. 4.7). παροτή Q (m 3 /h) πτώση στάθμης (m) ρήκα 4.7: Υαξαθηεξηζηηθή θακπχιε γεψηξεζεο. 65

76 4.4 Αληιίεο Γηα ηελ άληιεζε ηνπ λεξνχ ζηελ επηθάλεηα ρξεζηκνπνηνχληαη νη αληιίεο, πνπ δηαθξίλνληαη ζε δχν κεγάιεο θαηεγνξίεο: 1) Φπγόθεληξεο (Centifugal pumps) Υξεζηκνπνηνχληαη γηα άληιεζε κε κηθξέο παξνρέο απφ πνιχ κηθξά βάζε. Έρνπλ νξηδόληην άμνλα, πεξηζηξεθφκελε θηεξσηή, θηλεηήξα (ειεθηξηθφ ή πεηξειαηνθηλεηήξα), ζσιήλα αλαξξφθεζεο θαη ζσιήλα θαηάζιηςεο (ζσιήλαο κέζα απφ ηνλ νπνίν ην λεξφ δηνρεηεχεηαη ζηελ επηθάλεηα). Σν κέγηζην χςνο αλαξξφθεζεο (απφζηαζε απφ ηνλ θηλεηήξα κέρξη ηε ζηάζκε άληιεζεο) είλαη 7,6 m. 2) ηξνβηινθόξεο (Turbine pumps) Ο φξνο ζηξνβηινθφξεο δελ είλαη δφθηκνο γηαηί ζηξφβηιν έρνπλ θαη νη θπγφθεληξεο αληιίεο. Γηαθξίλνληαη ζηηο πνκφλεο κε θαηαθφξπθν άμνλα γηα ηελ πεξηζηξνθή ησλ ζηξνβίισλ απφ εμσηεξηθφ θηλεηήξα (ρ. 4.8) θαη ζηηο ππνβξχρηεο ρσξίο άμνλα θαη κε ειεθηξνθηλεηήξα ζην θάησ κέξνο ηεο αληιίαο (ρ. 4.9). Οη πνκφλεο απαηηνχλ θαηαθφξπθεο γεσηξήζεηο (απφθιηζε <1%) θαη έρνπλ κεγαιχηεξε απφδνζε ηνπ θηλεηήξα. Οη ππνβξχρηεο αληιίεο δελ απαηηνχλ θαηαθνξπθφηεηα θαη έρνπλ κεγαιχηεξε απφδνζε ζηηο παξνρέο. Απαηηνχλ φκσο θαζαξφ λεξφ γηαηί δηαθνξεηηθά θαηαζηξέθνληαη. Η παξνρή ηνπο δελ ξπζκίδεηαη θαη είλαη επαίζζεηεο ζηελ ππεξζέξκαλζε θαη ζηηο δηαθπκάλζεηο ηεο ειεθηξηθήο ηάζεο. Μπνξεί λα ηνπνζεηεζνχλ θαη ζε βάζε πνπ θζάλνπλ ηα m. 66

77 ρήκα 4.8: Κεθαιέο ζηξνβηινθφξσλ αληιηψλ (πνκφλεο) γηα θίλεζε κε ηκάληεο. Γηάκεηξνο 4-10'', ηζρχο έσο 200 HP, καλνκεηξηθφ χςνο έσο 400 m θαη παξνρή έσο 300 m 3 /h Γηα θάζε ηχπν αληιίαο ν θαηαζθεπαζηήο θαζνξίδεη ηε κέγηζηε παξνρή, ην καλνκεηξηθφ χςνο, ηελ ηζρχ ηεο αληιίαο ζε ίππνπο (HP), ηελ απφδνζε ηεο αληιίαο (%), ηε ραξαθηεξηζηηθή θακπχιε πνπ ζπλδέεη ηελ παξνρή κε ην καλνκεηξηθφ χςνο ή ηελ ηζρχ. Μαλνκεηξηθό ύςνο είλαη ε θαηαθφξπθε απφζηαζε κέρξη ηελ νπνία κπνξεί λα αλεβάζνπλ ην λεξφ. Σν πνηήξη ηεο αληιίαο ηνπνζεηείηαη ζε ηπθιό ζσιήλα γηα λα κελ πξνθαιείηαη άληιεζε ιεπηφθνθθσλ πιηθψλ θαη ζε βάζνο 5 m απφ ηε ζηάζκε άληιεζεο ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ. ηηο πδξεπηηθέο γεσηξήζεηο ζπληζηάηαη ε ηνπνζέηεζε ηεο αληιίαο m θάησ απφ ηε ζηάζκε ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ. Ο ιφγνο είλαη φηη, ιφγσ ηεο απμεκέλεο πδξνζηαηηθήο πίεζεο δελ επηβηψλνπλ δηάθνξνη ελνριεηηθνί κηθξννξγαληζκνί. Σν θφζηνο άληιεζεο ζρεηίδεηαη κε ηελ παξνρή θαη ην βάζνο ηεο ζηάζκεο ηνπ λεξνχ. Γηα ηε κεγηζηνπνίεζε ηεο δηάξθεηαο δσήο ησλ αληιηψλ απαηηείηαη ζπρλή θαη θαηάιιειε ζπληήξεζε. εκαληηθή αηηία θζνξάο ησλ αληιηψλ είλαη ε παξνπζία ιεπηφθνθθνπ πιηθνχ καδί κε ην αληινχκελν λεξφ. 67

78 ρήκα 4.9: Τπνβξχρηεο αληιίεο. Γηάκεηξνο 4-10'', ηζρχο έσο 200 HP, καλνκεηξηθφ χςνο έσο 500 m θαη παξνρή έσο 350 m 3 /h Οη αλεκναληιίεο (ρ. 4.10) αμηνπνηνχζαλ ηελ αηνιηθή ελέξγεηα γηα ηελ άληιεζε ηνπ λεξνχ, θπξίσο απφ πεγάδηα, δει. γηα καλνκεηξηθφ χςνο κηθξφηεξν απφ 20 m. Η παξαγφκελε ηζρχο ησλ αλεκναληιηψλ ζρεηίδεηαη κε ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ. Λεηηνχξγεζαλ ζην παξειζφλ ζην νξνπέδην Λαζηζίνπ, ηε εηεία, ηηο Κπθιάδεο θ.α., αιιά ζήκεξα δελ ρξεζηκνπνηνχληαη. 68

79 ρήκα 4.10: Αλεκν-αληιίεο ζην νξνπέδην Λαζηζίνπ Πξνζηαζία- ζπληήξεζε- απνθαηάζηαζε- εγθαηάιεηςε πδξνγεσηξήζεσλ Όπσο έρεη πξναλαθεξζεί ε πδξνγεψηξεζε είλαη έλα ηερληθφ έξγν ζρεδηαζκέλν θαηάιιεια, ψζηε λα κεγηζηνπνηεζεί ε δηάξθεηα δσήο ηεο. Η θαθή θαηαζθεπή, ε θαθή ζπκπιήξσζε θαη αλάπηπμε, ε κε ζπληήξεζε θαη ηα θαηλφκελα δηάβξσζεοαπφζεζεο αιάησλ κεηψλνπλ ηελ παξνρή θαη ηελ απφδνζε θαη πεξηνξίδνπλ ηε δηάξθεηα δσήο ηήο γεψηξεζεο. Σα πην ζεκαληηθά πξνβιήκαηα πνπ αληηκεησπίδνπλ νη πδξνγεσηξήζεηο κε ηνλ ρξφλν είλαη: 1) Έκθξαμε ησλ ζρηζκψλ (νπψλ) ησλ θηιηξνζσιήλσλ απφ ιεπηφθνθθα πιηθά 2) Απφζεζε αιάησλ ή αλάπηπμε βαθηεξίσλ ζηνπο θηιηξνζσιήλεο θαη κείσζε ηεο παξνρήο ηεο γεψηξεζεο 3) Γηάβξσζε ησλ κεηάιισλ (ζσιήλεο θαη αληιεηηθφ ζπγθξφηεκα) 4) Άληιεζε άκκνπ, ιφγσ θαθήο ηνπνζέηεζεο ησλ θηιηξνζσιήλσλ ή θαθήο αλάπηπμεο. ε θάζε πεξίπησζε απαηηείηαη πξνζηαζία θαη απνθαηάζηαζε φπνπ είλαη δπλαηφλ γηα ηελ επηκήθπλζε ηεο δσήο ηεο, κηαο θαη ε αλφξπμε λέαο γεψηξεζεο έρεη νηθνλνκηθφ θφζηνο. Η πξνζηαζία ηεο γεψηξεζεο ζπλίζηαηαη θαη ζηελ παξεκπφδηζε 69

80 επηθαλεηαθψλ ξχπσλ λα εηζέιζνπλ ζε απηήλ. Γηα ην ιφγν απηφλ ηνπνζεηείηαη πεξηθξαγκαηηθφο ζσιήλαο ή ηζηκεληψλνληαη ηα αλψηεξα ζηξψκαηα ηεο γεψηξεζεο. Αλ ζπκβεί ξχπαλζε απφ ηνλ εμνπιηζκφ δηάηξεζεο ζπληζηάηαη ε ρισξίσζε θαη αλάδεπζε ηνπ λεξνχ ηεο γεψηξεζεο. Σν δηάιπκα ρισξίσζεο έρεη πεξηεθηηθφηεηα mg/l θαη ιακβάλεηαη κε ηελ πξνζζήθε ππνρισξηψδνπο λαηξίνπ ή κε ηε δηάιπζε αεξίνπ ρισξίνπ ζην λεξφ. Με ηε ρισξίσζε θαηαζηξέθνληαη ηα βαθηήξηα θαη νη ηνί. Η απνηειεζκαηηθφηεηα ηεο ρισξίσζεο πξέπεη λα ειέγρεηαη κε ηνλ πξνζδηνξηζκφ ησλ θνινβαθηεξίσλ. Όηαλ δηαπηζησζεί κείσζε ηεο αληινχκελεο παξνρήο ζε κηα γεψηξεζε ιφγσ πηψζεο ηεο ζηάζκεο ή εμάληιεζεο ηνπ πδξνθνξέα ή έκθξαμεο (θξαμίκαηνο) ησλ θίιηξσλ ή ειαηησκαηηθήο ιεηηνπξγίαο ηεο αληιίαο επηβάιιεηαη ε απνθαηάζηαζε ηεο γεψηξεζεο (rehabilitation). Η απνθαηάζηαζε πεξηιακβάλεη θαη ηε ζπληήξεζε (maintenance) θαη δηαθξίλεηαη ζηηο εμήο πεξηπηψζεηο: 1) Μείσζε ηεο παξνρήο ιφγσ πηψζεο ζηάζκεο ή εμάληιεζεο ηνπ πδξνθνξέα Αληηκεησπίδεηαη κε κείσζε ηεο αληινχκελεο παξνρήο ή ηελ ηνπνζέηεζε ηεο αληιίαο ζε ρακειφηεξν βάζνο ή κε εθβάζπλζε ηεο γεψηξεζεο. Η εθβάζπλζε δελ ζπληζηάηαη θαη απαηηεί αζθαιή γλψζε ησλ πδξνγεσινγηθψλ ζπλζεθψλ ηεο πεξηνρήο, δει. δηαπηζησκέλε χπαξμε βαζχηεξσλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ. 2) Έκθξαμε ησλ νπψλ ησλ θίιηξσλ Αληηκεησπίδεηαη κε εηζπίεζε πεπηεζκέλνπ αέξα (air lift) γηα ηελ απνκάθξπλζε ησλ ιεπηφθνθθσλ πιηθψλ. Αληί αέξα κπνξεί λα γίλεη εηζπίεζε λεξνχ καδί κε ρεκηθά πξφζζεηα ή ελαιιαγή άληιεζεο θαη εηζπίεζεο λεξνχ. Δπηπιένλ κπνξεί λα εθαξκνζζεί εκβνιηζκφο φπσο ζηελ αλάπηπμε ηεο γεψηξεζεο (βι. παξάγξαθν 4.2). 3) Γηάβξσζε θαη απφζεζε αιάησλ Γεληθά ε δηάβξσζε είλαη κηα αλαπφθεπθηε δηαδηθαζία πνπ πεξηνξίδεη ηε δηάξθεηα δσήο κηαο γεψηξεζεο. Οη κεηαιιηθνί θηιηξνζσιήλεο πθίζηαληαη ρεκηθή δηάβξσζε (corrosion), ιφγσ ηεο αληίδξαζεο κε ην λεξφ ή ηα ζηνηρεία ηνπ εδάθνπο θαη δηαιχνληαη. Αηηίεο δηάβξσζεο είλαη ην φμηλν ph, ε παξνπζία ειεχζεξνπ νμπγφλνπ (O 2 ) ζην λεξφ (ζπλήζσο ζηνπο αβαζείο πδξνθνξείο), ε παξνπζία πδξνζείνπ (H 2 S) ή άιισλ νμέσλ (HCl, H 2 SO 4 ), ε παξνπζία CO 2 θαη ε 70

81 πςειή πεξηεθηηθφηεηα ηνπ ζπλφινπ ησλ δηαιπκέλσλ ζηεξεψλ (TDS) ή ρισξίνπ (Cl). Η παξνπζία νξηζκέλσλ βαθηεξίσλ ή θπθψλ δξα θαηαιπηηθά θαη επηηαρχλεη ηε δηάβξσζε. Ηιεθηξνιπηηθή δηάβξσζε παξαηεξείηαη θαηά ηε ζπγθφιιεζε ζσιήλσλ απφ δηαθνξεηηθά κέηαιια, ζηελ επαθή ηνπο. Γηάβξσζε κπνξεί λα πξνέιζεη θαη απφ ηελ παξνπζία βαθηεξίσλ θαη κάιηζηα ε παξνπζία ζηδεξνβαθηεξίσλ έρεη σο απνηέιεζκα ηελ έκθξαμε ησλ θίιηξσλ (δεκηνπξγνχλ δειαηηλψδεηο κεκβξάλεο) θαη κηα δπζάξεζηε νζκή ζην λεξφ. Η πξφιεςε απφ ηε δξάζε ησλ ζηδεξνβαθηεξίσλ γίλεηαη κε ηελ απνιχκαλζε ησλ εμαξηεκάησλ ηνπ εμνπιηζκνχ θαηά ηελ αλφξπμε ηεο γεψηξεζεο ή ρισξίσζε αλ δηαπηζησζεί ε παξνπζία ηνπο. Τπάξρνπλ δηάθνξνη δείθηεο, φπσο ν δείθηεο Ryznar (Βι. Κ. Βνπδνχξε Τδξνγεσινγία Πεξηβάιινληνο, Κεθ. 3), πνπ θαζνξίδνπλ αλ έλα λεξφ είλαη δηαβξσηηθφ ή έρεη ηελ ηθαλφηεηα λα απνζέηεη άιαηα. Γεληθά έλα λεξφ είλαη δηαβξσηηθφ αλ έρεη ηα εμήο ραξαθηεξηζηηθά: ph<7, δείθηε Ryznar>7, TDS>1000 mg/l, πεξηεθηηθφηεηα Cl - >500 mg/l, πεξηεθηηθφηεηα H 2 S>10 mg/l, πεξηεθηηθφηεηα CΟ 2 >500 mg/l, πεξηεθηηθφηεηα SΟ 2 <1 mg/l. Η αληίζεηε δηαδηθαζία ηεο δηάβξσζεο είλαη ε απόζεζε αιάησλ (incrustation), θπξίσο CaCO 3, MgCO 3, Fe(OH)CO 3 ή αησξνχκελσλ ζπζηαηηθψλ πάλσ ή θνληά ζηνλ θηιηξνζσιήλα. Η απφηνκε πηψζε ηεο πίεζεο θαηά ηελ άληιεζε απειεπζεξψλεη CO 2 θαη πξνθαιεί θαζίδεζε CaCO 3. Δπίζεο ε παξνπζία νμπγφλνπ πξνθαιεί νμείδσζε ηνπ δηαιπηνχ Fe 2+ ζε αδηάιπην Fe(ΟΗ) 3. ηελ απφζεζε αιάησλ, εθηφο ησλ αλζξαθηθψλ (Ca, Mg, Fe) θαη ησλ πδξνμεηδίσλ (Fe θαη Mn), αλαθέξνληαη θαη νη πεξηπηψζεηο απνζχλζεζεο ιηγληηψλ πνπ απνηίζεληαη ζηελ επηθάλεηα ηνπ θηιηξνζσιήλα θαη γχξσ απφ ηε γεψηξεζε. Η απφζεζε αιάησλ κεηψλεη ηελ απφδνζε ηεο γεψηξεζεο, γηαηί δεκηνπξγείηαη κηα θξνχζηα πνπ θξάζζεη ηα θίιηξα θαη ζπγθνιιά ην ραιηθφθηιηξν. Ο ξπζκφο απφζεζεο ζρεηίδεηαη κε ηελ πνηφηεηα ηνπ λεξνχ θαη ηελ ηαρχηεηα εηζφδνπ ηνπ ζηε γεψηξεζε (απμάλεηαη κε ηελ αχμεζή ηεο). Πνιιέο πηζαλφηεηεο γηα απφζεζε αιάησλ ππάξρνπλ φηαλ ην λεξφ έρεη: ph>7,5, δείθηε Ryznar<7, κεγάιε πεξηεθηηθφηεηα Fe (>2 mg/l) θαη αλζξαθηθή ζθιεξφηεηα κεγαιχηεξε ησλ 300 mg/l CaCΟ 3. 71

82 Η δηάβξσζε θαη ε απφζεζε αιάησλ είλαη πην έληνλε ζηνπο ζσιήλεο ησλ γεσζεξκηθψλ γεσηξήζεσλ. Αλ γλσξίδνπκε φηη ην λεξφ είλαη δηαβξσηηθφ ή απνζέηεη άιαηα (απνζεηηθφ λεξφ) ηνπνζεηνχκε πιαζηηθνχο ζσιήλεο ή κεηαιιηθνχο ζσιήλεο απφ εηδηθά θξάκαηα (αλνμείδσην ράιπβα, ληθέιην θ.ά.), αλζεθηηθνχο ζηε δηάβξσζε, αιιά πην αθξηβνχο. Ο θαζαξηζκφο ησλ θηιηξνζσιήλσλ απφ ηα άιαηα κπνξεί λα γίλεη κε ρξεζηκνπνίεζε νμέσλ (HCl) ή κε ηελ πξφθιεζε δνλήζεσλ κέζα ζηε γεψηξεζε. Δπηπιένλ κπνξεί λα γίλεη βνχξηζηζκα ησλ ζσιήλσλ ζηνπο νπνίνπο έρνπλ απνηεζεί άιαηα κε θαηάιιειν κάθηξν, πνπ παιηλδξνκείηαη ζην εζσηεξηθφ ησλ ζσιήλσλ. Σέινο, κπνξεί λα ηνπνζεηεί άιινο ζσιήλαο κηθξφηεξεο δηακέηξνπ ζην εζσηεξηθφ ηνπ δηαβξσκέλνπ ζσιήλα κε πηζαλή αληηθαηάζηαζε θαη ηνπ αληιεηηθνχ ζπγθξνηήκαηνο. 4) Καθή ζπκπιήξσζε θαη αλάπηπμε Σα θχξηα πξνβιήκαηα εληνπίδνληαη απφ ηελ παξνπζία ιεπηφθνθθνπ πιηθνχ πνπ εκπνδίδεη ηελ θίλεζε ηνπ λεξνχ πξνο ηε γεψηξεζε κε ζπλέπεηα ηε κείσζε ηεο παξνρήο θαη ηελ αχμεζε ησλ αλψκαισλ πηψζεσλ ζηάζκεο. Σν ιεπηφθνθθν πιηθφ κπνξεί λα θαηαθξαηεζεί έμσ απφ ην ραιηθφθηιηξν, κέζα ζε απηφ (ηιχσζε ηνπ ραιηθφθηιηξνπ) ή ζηνπο θηιηξνζσιήλεο θξάζζνληαο ηηο νπέο ηνπο ή ηέινο λα αληιείηαη ζπγρξφλσο κε ην λεξφ κεηψλνληαο ηε δηάξθεηα δσήο ηεο αληιίαο θαη ππνβαζκίδνληαο ηελ πνηφηεηα ηνπ αληινχκελνπ λεξνχ. Σν πξφβιεκα ηεο ξεπζηήο άκκνπ (quicksand) είλαη ζπλζήθεο ξνήο πνπ εκθαλίδνληαη ζε ακκψδεηο θαη θπξίσο ππφ πίεζε πδξνθνξείο. Όηαλ ζε έλα θνξεζκέλν ακκψδε πδξνθνξέα ε πίεζε ηνπ λεξνχ πνπ κπαίλεη ζηε γεψηξεζε είλαη κεγαιχηεξε απφ ηελ αληίξξνπε πίεζε πνπ αζθεί ε άκκνο, ηφηε ε άκκνο κεηαηξέπεηαη ζε ξεπζηή. ηηο ζπλζήθεο απηέο ε άκκνο κπνξεί λα δεκηνπξγήζεη πξνβιήκαηα είηε θαηά ηελ αλφξπμε ηεο γεψηξεζεο (δεκηνπξγία ππφγεησλ έγθνηισλ, παγίδεπζε ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο, θαζηδήζεηο θ.ιπ.), είηε θαηά ηελ άληιεζε. Σν πξφβιεκα είλαη πην έληνλν ζηελ πεξίπησζε πδξνθνξέσλ κε νκνηφκνξθνπο (ζπληειεζηήο νκνηνκνξθίαο U<5) ζθαηξηθνχο θφθθνπο άκκνπ κε ελεξγφ κέγεζνο d ελ <0,1 mm. Σν πξφβιεκα ηεο ξεπζηήο άκκνπ ζέιεη ηδηαίηεξε πξνζνρή θαη αληηκεηψπηζε (Καιιέξγεο, 1999). 72

83 ηελ πεξίπησζε θαθήο θαηαζθεπήο ηεο γεψηξεζεο κε ιάζνο ηνπνζέηεζε θηιηξνζσιήλσλ κε θαθή ζπκπιήξσζε θαη αλάπηπμε είλαη πξνηηκφηεξν ε αλφξπμε λέαο γεψηξεζεο γηαηί ε απνθαηάζηαζε είλαη ακθίβνιεο απνηειεζκαηηθφηεηαο θαη ην θφζηνο απνθαηάζηαζεο κεγαιχηεξν απφ απηφ πνπ απαηηείηαη γηα ηελ αλφξπμε λέαο γεψηξεζεο. Αλ ηα θαηαζθεπαζηηθά πξνβιήκαηα ηεο γεψηξεζεο δελ αληηκεησπίδνληαη κε θάπνηα ηερληθή θαη ε γεψηξεζε έρεη θιείζεη ηνλ θχθιν ηεο, ηφηε εγθαηαιείπεηαη νξηζηηθά. Η εγθαηάιεηςε κηαο γεψηξεζεο, ιφγσ γήξαλζεο ή άιισλ ηερληθψλ πξνβιεκάησλ, πξέπεη λα ζπλνδεχεηαη κε ην γέκηζκα κε άξγηιν ή ηζηκέλην θαη ην ζθξάγηζκα ηεο θεθαιήο, ψζηε λα απνθεπρζνχλ πξνβιήκαηα ξχπαλζεο Κόζηνο θαηαζθεπήο πδξνγεσηξήζεσλ Σν θφζηνο κηαο γεψηξεζεο δηαθξίλεηαη ζε: - άκεζν πνπ πεξηιακβάλεη ηα θαχζηκα, ηνπο κηζζνχο ησλ εξγαδνκέλσλ, ηα αληαιιαθηηθά, ηα πιηθά ζπκπιήξσζεο ηεο γεψηξεζεο (ζσιήλεο, ραιηθφθηιηξν, θ.ά.). - έκκεζν πνπ πεξηιακβάλεη ηηο απνζβέζεηο ηνπ εμνπιηζκνχ, ηε κεηαθνξά θαη εγθαηάζηαζε ηνπ γεσηξππάλνπ, θαζψο θαη ηηο δηάθνξεο άιιεο ππνζηεξηθηηθέο εξγαζίεο. Σν θφζηνο θαηαζθεπήο κηαο πδξνγεψηξεζεο είλαη ζπλάξηεζε ησλ θάησζη: - Σν είδνο ησλ γεσινγηθψλ πεηξσκάησλ πνπ ζα δηαηξεζνχλ. Τπάξρνπλ πεηξψκαηα πνπ θζείξνπλ ηα θνπίδηα θαη έηζη ην θφζηνο δηάηξεζεο απμάλεη. - Βάζνο (γηα βάζε >250 m ην θφζηνο απμάλεη δπζαλάινγα) - Γηάκεηξνο (γηα δηάκεηξν >15'' ε αχμεζε ηνπ θφζηνπο είλαη αλάινγε ηνπ ηεηξαγψλνπ ηεο δηακέηξνπ) - Σν είδνο (πιηθφ, πάρνο, δηάκεηξνο θ.ιπ.) θαη ε πνζφηεηα ησλ ζσιήλσλ - Η πνζφηεηα θαη ην είδνο ηνπ ραιηθφθηιηξνπ - Οη ηερληθέο αλάπηπμεο πνπ ζα εθαξκνζζνχλ θαη ε δηάξθεηα ησλ αληιεηηθψλ δνθηκψλ - Σν είδνο ηνπ αληιεηηθνχ ζπγθξνηήκαηνο πνπ ζα ηνπνζεηεζεί 73

84 Δπηπιένλ ην θφζηνο θαζνξίδεηαη θαη απφ άιινπο παξάγνληεο, φπσο: - Η επνρή αλφξπμεο ηεο γεψηξεζεο (ηε ζεξηλή πεξίνδν ιφγσ απμεκέλεο δήηεζεο ην θφζηνο είλαη απμεκέλν) - Η πξνζβαζηκφηεηα ζηελ πεξηνρή (θφζηνο κεηαθνξάο γεσηξππάλνπ, χπαξμε νδηθνχ δηθηχνπ θ.ιπ.) - Σν θφζηνο εξγαζίαο θαη ε ηηκή ησλ θαπζίκσλ ζηελ πεξηνρή αλφξπμεο ηεο γεψηξεζεο - Σν θφζηνο κεηαθνξάο θαη αγνξάο πιηθψλ, φπσο κπεληνλίηεο, ζσιήλεο, ραιηθφθηιηξν, λεξφ γηα δεκηνπξγία πνιηνχ θ.ιπ. Γηα ηελ εθηίκεζε ηνπ θφζηνπο έρνπλ πξνηαζεί δηάθνξνη καζεκαηηθνί ηχπνη, νη νπνίνη δελ εθαξκφδνληαη ζηελ πξάμε. Έηζη ην θφζηνο θαζνξίδεηαη απφ ηηο ηερληθέο πξνδηαγξαθέο ηεο γεψηξεζεο κε βάζε ηελ ηηκή κνλάδαο γηα θάζε παξάγνληα: βάζνο, δηάκεηξνο, ζσιήλεο, ραιηθφθηιηξν, ηερληθέο αλάπηπμεο, δηάξθεηα αληιεηηθψλ δνθηκψλ θαη είδνο αληιεηηθνχ ζπγθξνηήκαηνο πνπ ζα εγθαηαζηαζεί. Οη ηερληθέο πξνδηαγξαθέο πξέπεη λα εμαζθαιίδνπλ ηε κέγηζηε δηάξθεηα δσήο ηεο γεψηξεζεο, ηελ απαξαίηεηε παξνρή κε ηελ ειάρηζηε δπλαηή πηψζε ζηάζκεο, θαζψο θαη φηη νη εξγαζίεο ζα γίλνπλ κε φινπο ηνπο θαλφλεο ηεο επηζηήκεο θαη ηεο ηερληθήο, ηεξψληαο θαη φινπο ηνπο θαλφλεο αζθάιεηαο εξγαζίαο. Δπηπιένλ νη πξνδηαγξαθέο ζα απνηεινχλ ηνλ νδεγφ επίβιεςεο θαη ζα επηηξέπνπλ ηελ εθηίκεζε ηνπ θφζηνπο ησλ εξγαζηψλ (Καιιέξγεο, 1999). ηηο πξνδηαγξαθέο θαζνξίδνληαη: ην βάζνο θαη ε δηάκεηξνο δηάηξεζεο, ε ηερληθή δηάηξεζεο, ε δηάκεηξνο ζσιήλσζεο, ηα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ θηιηξνζσιήλσλ, ην είδνο θαη ε πνζφηεηα ηνπ ραιηθφθηιηξνπ, ην βάζνο ηζηκέλησζεο, νη κέζνδνη αλάπηπμεο, νη απαηηήζεηο επζπγξακκίαο θαη θαηαθνξπθφηεηαο, ν ηξφπνο δεηγκαηνιεςίαο, ν πεξηθξαγκαηηθφο θαη πηεδνκεηξηθφο ζσιήλαο, ε πηζαλή εθηέιεζε δηαγξαθηψλ, ε δηάξθεηα θαη ην είδνο ηεο αληιεηηθήο δνθηκήο, ε ζπιινγή δεηγκάησλ λεξνχ γηα πνηνηηθφ έιεγρν, ν ηξφπνο πνπ ζα γίλνληαη επηκεηξήζεηο θαη πιεξσκέο θ.ιπ. ην Παξάξηεκα παξνπζηάδεηαη έλα ππφδεηγκα ζπγγξαθήο ησλ ηερληθψλ πξνδηαγξαθψλ γηα ηελ αλφξπμε πδξεπηηθήο γεψηξεζεο, φπνπ θαζνξίδνληαη νη ππνρξεψζεηο ηνπ εξγνιήπηε (Αλάδνρνπ) απέλαληη ζηελ Αλαζέηνπζα Αξρή πνπ ρξεκαηνδνηεί ην έξγν (Γήκνο, ΓΔΤΑ, Πεξηθέξεηα θ.ιπ.). 74

85 Σέινο, λα επηζεκαλζεί φηη, ζηηο πδξεπηηθέο γεσηξήζεηο θαζνξίδνληαη δώλεο πξνζηαζίαο γηα ηελ θαιχηεξε πξνζηαζία απφ ξχπαλζε-κφιπλζε. Οη δψλεο πξνζηαζίαο θαζνξίδνληαη κε βάζε ηα πδξαπιηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πδξνθνξέα θαη ησλ αλψηεξσλ νξηδφλησλ πνπ ηνλ θαιχπηνπλ, θαζψο θαη ηελ ηθαλφηεηα απηνθαζαξηζκνχ ηνπ εδαθηθνχ νξίδνληα θαη ηεο αθφξεζηεο δψλεο. Σα θξηηήξηα θαζνξηζκνχ ηεο πεξηκέηξνπ πξνζηαζίαο πνηθίιινπλ απφ ρψξα ζε ρψξα, αλάινγα κε ηνπο θαλφλεο πγηεηλήο, ηα πξφηππα πνζηκφηεηαο θ.ιπ. θαη πεξηιακβάλνπλ έλα θαηάινγν απφ απαγνξεπηηθέο αλζξψπηλεο δξαζηεξηφηεηεο πνπ κπνξεί λα έρνπλ αξλεηηθέο επηπηψζεηο ζηελ πνηφηεηα ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ (Βι. Κ. Βνπδνχξε, Τδξνγεσινγία Πεξηβάιινληνο, παξάγξαθνο 7.3). Αζθήζεηο 4.1. Μηα γεψηξεζε ζε ειεχζεξν πδξνθνξέα αληιήζεθε κε βαζκίδεο θαη ηα απνηειέζκαηα θαίλνληαη ζηνλ θάησζη Πίλαθα Να γίλεη ην δηάγξακκα «πηψζε ζηάζκεο-παξνρήο» (ραξαθηεξηζηηθή θακπχιε ηεο γεψηξεζεο) - Να πξνζδηνξηζζνχλ ε θξίζηκε παξνρή θαη ε παξνρή εθκεηάιιεπζεο (σθέιηκε παξνρή) ηεο γεψηξεζεο. Πίλαθαο 4.1: Γεδνκέλα άληιεζεο θαηά βαζκίδεο. Q 1 =30 (m 3 /h) δ 1 =1,95 (m) Q 2 =70 δ 2 =4,50 Q 3 =135 δ 3 =9,20 Q 4 =170 δ 4 =14,20 Q 5 =190 δ 5 =20, Μηα θιηκαθσηή αληιεηηθή δνθηκαζία έδσζε ηα απνηειέζκαηα ηνπ παξαθάησ Πίλαθα 4.2. Nα ππνινγηζζνχλ νη γξακκηθέο θαη κε γξακκηθέο απψιεηεο γηα παξνρή άληιεζεο Q=60 m 3 /h. 75

86 Διέγμαηε ηελ αλάπηπμε ηεο πδξνγεψηξεζεο, ππνινγίδνληαο ηελ απφδνζε (Δ). Να γίλεη ην δηάγξακκα Δ=f(Q) θαη λα ζρνιηάζεηε ηε κεηαβνιή ηεο Δ ζε ζρέζε κε ηελ αληινχκελε παξνρή Q. Πίλαθαο 4.2: Γεδνκέλα θιηκαθσηήο άληιεζεο. Παξνρή (m 3 /h) Οιηθή πηψζε ζηάζκεο (m) ,2 76

87 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 5 ΓΔΙΓΜΑΣΟΛΗΠΣΙΚΔ - ΠΤΡΗΝΟΛΗΠΣΙΚΔ ΓΔΧΣΡΗΔΙ Έλλνηεο θιεηδηά: Γεηγκαηνιεπηηθή δηάηξεζε, αδηαηάξαθηα-δηαηαξαγκέλα δείγκαηα, γεσηξχπαλα, δεηγκαηνιήπηεο (ηχπνη), εμέηαζε - πεξηγξαθή δεηγκάησλ γηα γεσηερληθνχο ζθνπνχο. 5.1 Σερληθή δεηγκαηνιεπηηθήο δηάηξεζεο H γεσηερληθή δηεξεχλεζε πνπ πξαγκαηνπνηείηαη ζηα πιαίζηα κειέηεο ελφο ηερληθνχ έξγνπ πεξηιακβάλεη θαη ηελ εθηέιεζε γεσηξήζεσλ, ε νπνία απνηειεί πνιιέο θνξέο ην βαζηθφηεξν εξγαιείν γηα ην ζρεδηαζκφ ηνπ. Η εθηέιεζε ησλ γεσηξήζεσλ ζα πξέπεη λα δηαζθαιίδεη ηε ιήςε δεηγκάησλ εδαθψλ - βξάρσλ πνιχ θαιήο πνηφηεηαο. ηηο γεσηξήζεηο απηέο ιακβάλεηαη δείγκα (ππξήλαο) θπιηλδξηθήο κνξθήο (θαξόην) θαη κηθξήο δηακέηξνπ (4-8cm γηα πεηξώκαηα θαη 12,5cm γηα εδάθε). Με ηελ δηεξεχλεζε απηή ζπκπιεξψλνληαη ηα ζηνηρεία πνπ πξνέθπςαλ απφ ηα πξνεγνχκελα ζηάδηα ησλ κειεηψλ θαη απνθηνχληαη λέα πνπ είλαη απαξαίηεηα γηα ηελ νηθνλνκηθή θαη αζθαιή θαηαζθεπή ηνπ έξγνπ. Δπηπιένλ, κε ηε γεσηξεηηθή δηεξεχλεζε ηνπ ππεδάθνπο παίξλνπκε ηηο πιεξνθνξίεο εθείλεο πνπ βνεζνχλ ζηνλ εληνπηζκφ πηζαλψλ πξνβιεκάησλ ή θηλδχλσλ γηα ηελ αζθάιεηα ηνπ έξγνπ. Σν είδνο ηνπ έξγνπ, ε ζπνπδαηφηεηά ηνπ θαη ε έθηαζε πνπ θαηαιακβάλεη θαζνξίδνπλ ην πξφγξακκα ησλ απαξαίηεησλ δεηγκαηνιεπηηθψλ γεσηξήζεσλ. Οη βαζηθέο ελέξγεηεο γηα ηελ απνηειεζκαηηθή εθηέιεζε κηαο δεηγκαηνιεπηηθήο γεψηξεζεο είλαη ε εθινγή θαηάιιεινπ εμνπιηζκνχ θαη δεηγκαηνιεςίαο, ε δηακφξθσζε ηνπ ρψξνπ εξγαζίαο θαη ελδερνκέλσο ν δξφκνο πξνζπέιαζεο θαη βέβαηα νη απαξαίηεηνη ρεηξηζκνί ηνπ γεσηξππάλνπ. 77

88 Σέινο, ηνλίδεηαη όηη ε εξγαζία ελόο Γεσιόγνπ ζε κηα δεηγκαηνιεπηηθή γεώηξεζε απνηειεί πνιιέο θνξέο ηελ πξώηε επαγγεικαηηθή ηνπ εκπεηξία. Γηα ηνλ ιόγν απηό ζην παξόλ θεθάιαην θαη ζην αληίζηνηρν παξάξηεκα παξνπζηάδνληαη θαη επηπιένλ πιεξνθνξίεο πνπ ζα θαλνύλ ρξήζηκα ζηελ άκεζε επαγγεικαηηθή απαζρόιεζε ηνπ λένπ Γεσιόγνπ Ππξελνιεπηηθή δηάηξεζε θνπόο Η εθηέιεζε γεσηξήζεσλ, σο αλαπφζπαζην ηκήκα ελφο γεσεξεπλεηηθνχ πξνγξάκκαηνο, ζηνρεχεη γεληθά ζηελ επηινγή ζέζεο κέζα απφ ζχλνιν άιισλ πηζαλψλ ζέζεσλ (π.ρ. ζέζε θξάγκαηνο ζε κηα πξνκειέηε) ή θαηαιιειφηεξεο ράξαμεο ηερληθνχ έξγνπ (π.ρ. νδνπνηίαο, ζηδεξνδξφκνπ), ζηελ αλαιπηηθή θαη νξηζηηθή έξεπλα ηεο επηιερζείζαο ζέζεο, ζηε κειέηε ζπγθεθξηκέλνπ πξνβιήκαηνο (π.ρ. επηθάλεηα νιίζζεζεο ζε κία ζεκαληηθή θαηνιίζζεζε), ζηελ νξηνζέηεζε θαη αμηνιφγεζε γεσπιηθψλ φζνλ αθνξά ηελ ηερληθνγεσινγηθή θαη γεσηερληθή ηνπο ζπκπεξηθνξά. Πην αλαιπηηθά, νη γεσηξήζεηο γίλνληαη κε ζθνπφ: - Σε ζπγθέληξσζε ζηνηρείσλ ζρεηηθά κε ηε ζχζηαζε θαη δνκή ησλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ (ιηζνζηξσκαηνγξαθηθνί ραξαθηήξεο) θαζψο θαη ηνλ εληνπηζκφ ηνπ βξαρψδνπο ππνβάζξνπ. - Σε ιήςε (δεηγκαηνιεςία) δηαηαξαγκέλσλ θαη αδηαηάξαθησλ δεηγκάησλ απφ δηάθνξα βάζε γηα ηε γεσηερληθή ηαμηλφκεζή ηνπο θαη ηελ εθηέιεζε εξγαζηεξηαθψλ δνθηκψλ. - Σελ εθηέιεζε, κέζα ζηε γεψηξεζε, εηδηθψλ επί ηφπνπ δνθηκψλ γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ησλ θπζηθψλ θαη κεραληθψλ ηδηνηήησλ ησλ ζρεκαηηζκψλ ζην θπζηθφ ηνπο πεξηβάιινλ (SPT, CPT, CROSS-HOLE, ληηιαηνκεηξήζεηο, δνθηκέο πηεξπγίνπ θ.α.). - Σνλ πξνζδηνξηζκφ ηνπ πξνζαλαηνιηζκνχ ησλ ζηξψζεσλ, δηαθιάζεσλ, ξεγκάησλ θαη άιισλ ηεθηνληθψλ δνκψλ ησλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ (ιήςε πξνζαλαηνιηζκέλσλ ππξήλσλ, δηαζθφπεζε ηνηρσκάησλ γεψηξεζεο). 78

89 - Σνλ εληνπηζκφ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ θαη ηνλ πξνζδηνξηζκφ ησλ πδξαπιηθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ησλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ, φπσο π.ρ. ε πδαηνπεξαηφηεηα (δνθηκέο Maag, Lugeon, Lefranc, αληιήζεηο θηι.). - Σελ εγθαηάζηαζε νξγάλσλ παξαθνινχζεζεο (π.ρ. απνθιηζηφκεηξα, πηεδφκεηξα) κέζα ζε γεσηξήζεηο. Όπσο ήδε πξναλαθέξζεθε, νη δεηγκαηνιεπηηθέο γεσηξήζεηο αλήθνπλ ζε έλα επξχηεξν γεσεξεπλεηηθφ πξφγξακκα κηαο γεσηερληθήο κειέηεο. Όζνλ αθνξά ινηπφλ ηηο γεσηξήζεηο απηφ πνπ ελδηαθέξεη είλαη: Πξφγξακκα γηα Γεσηξήζεηο: Αξηζκφο γεσηξήζεσλ, Θέζεηο, Βάζνο, Δπηινγή θαηάιιεινπ δεηγκαηνιήπηε Ο αξηζκφο ηνπο εμαξηάηαη απφ: ην είδνο ηνπ έξγνπ, ηε ζπνπδαηφηεηά ηνπ θαη ηελ έθηαζε πνπ θαηαιακβάλεη Η επηινγή ηεο ζέζεο δηάηξεζεο γίλεηαη κε βάζε ηα θξηηήξηα: ηηο γεσινγηθέο πιεξνθνξίεο πνπ απαηηψληαη λα αληιεζνχλ. ηελ εχθνιε πξφζβαζε ηνπ γεσηξεηηθνχ ζπγθξνηήκαηνο. θαη ηελ εμαζθάιηζε ηεο παξνρήο λεξνχ απφ θνληηλή πεγή. Καζνξίδεηαη απφ ηνλ: Μειεηεηή αλάινγα κε ηηο γεσινγηθέο ζπλζήθεο πνπ επηθξαηνχλ, ζε ζπλδπαζκφ κε ην ζθνπφ ηεο δηεξεπλήζεσο. Τπάξρνπλ δηάθνξεο πξνδηαγξαθέο ειαρίζηνπ αξηζκνχ θαη βάζνπο Οη πξνηεηλφκελεο Διιεληθέο νδεγίεο γηα πξφγξακκα εθηέιεζεο γεσηξήζεσλ ζηα πιαίζηα κειεηψλ ηερληθψλ έξγσλ παξνπζηάδνληαη ζην Παξάξηεκα Ππξελνιεπηηθά Γεσηξύπαλα Σα γεσηξχπαλα πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε ζπιινγή δεηγκάησλ (ππξήλσλ) είλαη ζπλήζσο πεξηζηξνθηθά. Δίλαη δηαθφξσλ ηχπσλ θαη ηζρχνο, αλάινγα κε ην ζθνπφ θαη ην βάζνο δηάηξεζεο είλαη κηθξφ, αιιά κπνξεί λα θζάζεη ηα 400 m. Σα ζχγρξνλα ππξελνιεπηηθά γεσηξχπαλα είλαη απηνθηλνχκελα (ρ. 5.1). Σα ππξελνιεπηηθά γεσηξχπαλαλα απνηεινχληαη απφ ραιχβδηλν ζπλήζσο πιαίζην ζηήξημεο, απφ ην ζχζηεκα παξαγσγήο-κεηάδνζεο θαη κεηαηξνπήο 79

90 θηλήζεσλ, απφ ηε δηαηξεηηθή θεθαιή κε ηελ άηξαθην θαη απφ ην βαξνχιθν θαη ηνλ πχξγν γηα ηελ θαζέιθπζε θαη αλέιθπζε ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο. Ο πεηξειαηνθίλεηνο θηλεηήξαο, πνπ ηνπνζεηείηαη ζην πιαίζην ζηήξημεο, παξέρεη ηελ απαξαίηεηε ελέξγεηα γηα ηελ πεξηζηξνθή ηεο αηξάθηνπ. Η άηξαθηνο πξνζαξκφδεηαη ζηε δηαηξεηηθή θεθαιή, είλαη απφ ράιπβα, έρεη κήθνο πεξίπνπ 1,5 m θαη ζην θάησ άθξν ηεο πξνζαξκφδεηαη ε δηαηξεηηθή ζηήιε. Η άηξαθηνο πξνσζείηαη κε πδξαπιηθφ ή κεραληθφ ηξφπν θαη ηελ θίλεζε αθνινπζεί θαη ε δηαηξεηηθή ζηήιε. Με ηελ πξψηε κέζνδν πξνψζεζεο ε ηαρχηεηα δηάηξεζεο κεηαβάιιεηαη απηφκαηα, αλάινγα κε ηε ζθιεξφηεηα ηνπ πεηξψκαηνο. ην κεραληθφ ηξφπν πξνψζεζεο, ν ρεηξηζηήο πξέπεη ζπλερψο λα ξπζκίδεη ηελ ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο, ρσξίο λα κπνξεί λα εθηειέζεη, ζε αληίζεζε κε ηελ πδξαπιηθή πξνψζεζε, αληίζηξνθεο θηλήζεηο. Η αλέιθπζε θαη θαζέιθπζε ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο επηηπγράλεηαη κε ηε βνήζεηα βαξνχιθνπ δχν ηαρπηήησλ. ρήκα 5.1: Γεηγκαηνιεπηηθφ Γεσηξχπαλν, επί απηνθηλήηνπ, γηα γεσηερληθνχο ζθνπνχο 80

91 Η δηάηξεζε είλαη ρξνλνβφξα γηαηί ηα ππξελνιεπηηθά φξγαλα πνπ ηνπνζεηνχληαη ζην θάησ άθξν ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο πξέπεη λα αλειθχνληαη ζηελ επηθάλεηα θάζε πεξίπνπ 2-3 m δηάηξεζεο γηα λα απειεπζεξψλεηαη ν ππξήλαο θαη ζηε ζπλέρεηα θαζειθχνληαη. Σα θξνπζηηθά γεσηξχπαλα δελ είλαη επξείαο ρξήζεο, γηαηί ην πέηξσκα ζξπκκαηίδεηαη απφ ηηο θξνχζεηο. Η δηάηξεζε γίλεηαη κε ηε ρξήζε λεξνχ ή πνιηνχ, πνπ δηνρεηεχνληαη ζηελ θεθαιή ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο κε ηε βνήζεηα αληιίαο. Μέζνδνη δηάηξεζεο Γηα ηε δηάλνημε ησλ νπψλ ησλ γεσηξήζεσλ (boreholes) ρξεζηκνπνηνχληαη θπξίσο νη παξαθάησ κέζνδνη: Διηθνεηδήο δηάηξεζε (flight augering). Με ηε κέζνδν απηή, θαη κε πεξηζηξνθή, επηηπγράλεηαη ε πξνρψξεζε ζην έδαθνο ελφο θνίινπ ζσιήλα κε εμσηεξηθφ ειηθνεηδέο ζπείξσκα. Η εμσηεξηθή δηάκεηξνο είλαη ζπλήζσο 75-25mm θαη ην βάζνο πξνρψξεζεο θζάλεη ηα 30-50m. Γεληθά ρξεζηκνπνηείηαη: γηα καιαθνχο ζρεκαηηζκνχο. Μεηνλεθηήκαηα: Σα εδαθηθά δείγκαηα πνπ ιακβάλνληαη κε ηε κέζνδν απηή (φρη θνθθψδε ή ζθιεξά) είλαη ηειείσο δηαηαξαγκέλα. Τδξαπιηθή δηάηξεζε (wash boring), θαηά ηελ νπνία ε πξνρψξεζε γίλεηαη κε εηδηθή δηάηαμε θνπηηθψλ πνπ δηεηζδχνπλ ζην έδαθνο. Γελ ρξεζηκνπνηείηαη: δελ είλαη θαηάιιειε γηα κηθηά εδάθε θαη ηα κφλα απνθηψκελα ζηνηρεία γηα ηηο ππεδαθηθέο ζηξψζεηο είλαη ην ρξψκα θαη ε θχζε ηνπ πιηθνχ (άκκνο, άξγηινο, ηιχο) θαη έκκεζα ε ζθιεξφηεηα ή ππθλφηεηα απφ ηελ ηαρχηεηα δηάλνημεο ηεο γεψηξεζεο. Μεηνλέθηεκα: Κεξκαηηζκφο ή δηαηαξαρή ηνπ δείγκαηνο κε εηζπίεζε λεξνχ απνκαθξχλνληαη ηα ζξαχζκαηα θαη ηα εδαθηθά ηεκάρηα, δειαδή έρνπκε απψιεηα δείγκαηνο. 81

92 Κξνπζηηθή δηάηξεζε (percussion drilling, shell and auger) θαηά ηελ νπνίαλ ε πξνρψξεζε ζην έδαθνο (ζπλεθηηθφ ή θνθθψδεο) γίλεηαη κε θξνχζεηο. Γεληθά ρξεζηκνπνηείηαη: ζηνπο ζπλεθηηθνχο (αξγηιν-ηιπψδεηο) εδαθηθνχο ζρεκαηηζκνχο είλαη δπλαηή ε ιήςε αδηαηάξαθησλ δεηγκάησλ. Μεηνλέθηεκα: ηνπο βξαρψδεηο ζρεκαηηζκνχο ε πξνρψξεζε ηεο γεψηξεζεο γίλεηαη κε ζξπκκαηηζκφ ηνπ πεηξψκαηνο, νπφηε ιακβάλνληαη κφλν ζξαχζκαηα. Πεξηζηξνθηθή δηάηξεζε (rotary drilling), θαηά ηελ νπνία ε δηάλνημε ηεο νπήο ηεο γεψηξεζεο γίλεηαη κε πεξηζηξνθή ηεο γεσηξεηηθήο ζηήιεο, θαη ηε ρξήζε θνπηηθψλ θεθαιψλ (ζπκπαγψλ ή θνίισλ) θαζψο θαη εηδηθψλ δεηγκαηνιεπηψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε ζπλδπαζκφ κε ηηο θνίιεο θνπηηθέο θεθαιέο. Με ηε κέζνδν απηή είλαη δπλαηή ε δηάλνημε γεσηξήζεσλ είηε δεηγκαηνιεπηηθψλ, κε ηε ιήςε ππξήλσλ (rotary coring), είηε ρσξίο ηε ιήςε ππξήλσλ (non-coring rotary drilling). ηελ Διιάδα ρξεζηκνπνηείηαη, ζρεδόλ απνθιεηζηηθά, ε κέζνδνο ηεο πεξηζηξνθηθήο δηάηξεζεο κε ηελ νπνία είλαη δπλαηή ε ιήςε ηόζν δηαηαξαγκέλσλ θαη αδηαηάξαθησλ εδαθηθώλ δεηγκάησλ, όζν θαη πνιύ θαιήο πνηόηεηαο ππξήλσλ βξάρσλ (ζθιεξώλ ή καιαθώλ). Γηα ηνλ ιόγν απηό, ε κέζνδνο απηή αλαιύεηαη πεξηζζόηεξν ζηελ επόκελε παξάγξαθν. Οη πεξηζηξνθηθέο δεηγκαηνιεπηηθέο γεσηξήζεηο πνπ εθηεινχληαη ζηα πιαίζηα ηεο δηεξεπλήζεσο ησλ βξαρσδψλ ζρεκαηηζκψλ ζε πεξηνρέο φπνπ πξφθεηηαη λα θαηαζθεπαζηεί έλα ηερληθφ έξγν, ζα πξέπεη λα δίλνπλ κηα πιήξε εηθφλα γηα ηε ζχζηαζε θαη δνκή ησλ ζρεκαηηζκψλ πνπ δηαηξππνχλ. Απηφ επηηπγράλεηαη κε ηελ 100% αδηαηάξαθηε ππξελνιεςία (core recovery). Μφλν ζηελ πεξίπησζε απηή είλαη δπλαηφο ν πξνζδηνξηζκφο ηεο θχζεο φισλ ησλ ζηξψζεσλ, αθφκα θαη ησλ καιαθψλ ελζηξψζεσλ ή ηνπ πιηθνχ πιήξσζεο ησλ αζπλερεηψλ, ησλ ζπζηεκάησλ δηαθιάζεσλ, ηεο ζηξψζεο ή ηεο ζρηζηφηεηαο θαη ηνπ βαζκνχ απνζάζξσζεο. 82

93 ηελ πεξίπησζε πνπ ε ππξελνιεςία δελ είλαη πιήξεο, ζα ππάξρεη πάληνηε ε ακθηβνιία αλ ην πιηθφ πνπ ράζεθε ήηαλ καιαθφ πιηθφ πιήξσζεο αζπλερεηψλ ή επξφθεηην γηα κηα ή πεξηζζφηεξεο ιεπηέο ελζηξψζεηο εδαθηθνχ πιηθνχ πνπ μεπιχζεθε κε ην λεξφ ηεο πεξηζηξνθηθήο δηάηξεζεο. (α) (β) (γ) (δ) ρήκα 5.2: Γηάθνξνη ηχπνη δεηγκαηνιεπηηθψλ γεσηξππάλσλ: (α) γεσηξχπαλν επί απηνθηλήηνπ (β) ζπξφκελν (επί ειθήζξνπ) γεσηξχπαλν (γ) γεσηξχπαλν ζε πισηφ κέζν γηα γεσηξήζεηο κε βάζνο ζάιαζζαο κέρξη ηα 40 m πεξίπνπ (δ) γεσηξχπαλν επί πινίνπ γηα γεσηξήζεηο αλνηθηήο ζάιαζζαο ε ραιαξά ακκψδε εδάθε, πνπ ε ζπγθξάηεζε ηνπ δείγκαηνο είλαη δχζθνιε, ρξεζηκνπνηνχληαη θαηάιιεινη δεηγκαηνιήπηεο (κε ειαηήξην, θαιαζάθη ή θιαπέην, ηξηπιή θαξνηαξία Mazier θ.α.) ή γίλεηαη δηαθνπή ηεο θπθινθνξίαο ηνπ λεξνχ ηεο γεψηξεζεο (θξαγκφο). 83

94 Η βαζηθή αξρή ηεο πεξηζηξνθηθήο δηάηξεζεο είλαη φηη θάζε ηκήκα ηεο ζσιήλσζεο επέλδπζεο ηεο γεψηξεζεο, φηαλ απαηηεζεί, θηινμελεί κέζα ηνπ ην επφκελν κηθξφηεξν ζε δηάκεηξν ηκήκα ηεο ζσιήλσζεο επέλδπζεο, ελψ κέζα απφ ην εζσηεξηθφ ηεο επέλδπζεο θαηέξρεηαη ε θαξνηαξία κε ην θνπηηθφ άθξν, κηθξφηεξεο θπζηθά δηακέηξνπ, απφ ηε ζσιήλσζε επέλδπζεο. Η ζσιήλσζε ρξεζηκνπνηείηαη βαζηθά γηα ηελ πξνζηαζία ηεο νπήο ηεο γεώηξεζεο θαη ηνπ δηαηξεηηθνχ εμνπιηζκνχ απφ θαηαπηψζεηο ησλ ηνηρσκάησλ ηεο νπήο ή απφ πηζαλή δηφγθσζε ή ζπξξίθλσζή ηνπο. Δπλφεην είλαη ην γεγνλφο φηη ε ζσιήλσζε ηεο νπήο ηεο γεψηξεζεο δελ κπνξεί λα ζπλερηζηεί γηα κεγάιν βάζνο κε ηελ ίδηα δηάκεηξν γηαηί ε απαηηνχκελε ζηξεπηηθή ξνπή μεπεξλά κεηά απφ θάπνην κήθνο ζσιήλσζεο ηε δπλαηφηεηα ηνπ γεσηξππάλνπ. Έηζη ε δηάηξεζε πξνρσξεί ζε κεγαιχηεξα βάζε ηειεζθνπηθά, κεηψλνληαο ζηαδηαθά ηε δηάκεηξν ηεο ζσιήλσζεο, ησλ θαξνηαξηψλ, ησλ θνπηηθψλ άθξσλ θαη ησλ ππξήλσλ αληίζηνηρα. Η ηαρύηεηα ηεο δηάηξεζεο είλαη βαζηθφηαηε παξάκεηξνο ηεο πεξηζηξνθηθήο δεηγκαηνιεςίαο θαη εμαξηάηαη απφ ηηο ζπλζήθεο ηεο γεψηξεζεο θαη ηηο θπζηθέο ηδηφηεηεο ηνπ πεηξψκαηνο. Όζν πξνρσξάεη ε δηάηξεζε ε ηαρχηεηα κεηψλεηαη ιφγσ ηεο θζνξάο ηνπ θνπηηθνχ άθξνπ. Η πίεζε πνπ αζθείηαη ζην θνπηηθφ άθξν απμάλεη ηελ ηαρχηεηα απηή αιιά κεηψλεη πεξηζζφηεξν ην θνπηηθφ άθξν. Η ηαρχηεηα απηή δελ ζα πξέπεη λα ππεξβαίλεη θάπνηα νξηαθή ηηκή θαζψο κπνξεί λα θξάμεη ε γεψηξεζε ιφγσ κεγαιχηεξεο ηαρχηεηαο θεξκαηηζκνχ ηνπ πεηξψκαηνο θαη αδπλακίαο έγθαηξεο απνκάθξπλζεο ησλ ζξαπζκάησλ. Δμνπιηζκόο δηαηξεηηθήο ζηήιεο Η δηαηξεηηθή ζηήιε απνηειείηαη απφ αιιεινζπλδεφκελα ηεκάρηα εηδηθψλ ραιχβδηλσλ ζσιήλσλ (ζηειερώλ) πνπ επηκεθχλνληαη βαζκηαία κε ηελ πξφνδν ηεο γεψηξεζεο. Γηα κέζνπ ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο κεηαθέξεηαη ε απαηηνχκελε πίεζε θαη πεξηζηξνθηθή θίλεζε ζην θνπηηθφ άθξν γηα ηε δηάηξεζε. 84

95 Η δηαηξεηηθή ζηήιε απνηειείηαη απφ θάησ πξνο ηα πάλσ απφ ηα παξαθάησ εμαξηήκαηα πνπ ζπλδένληαη κεηαμχ ηνπο απ επζείαο ή κέζσ ζπλδέζκσλ (ζπζηνιψλ): α. Σν θνπηηθό άθξν (bit), θνηλψο θνξψλα, κέζα ζην νπνίν ηνπνζεηείηαη ην ειαηήξην ζξαύζεο θαη ζπγθξάηεζεο ηνπ δείγκαηνο (core lifter). β. Ο πεξηθνπηήξαο ή δηεξπληήξαο (reaming shell), ή θνηλψο θξέδα, είλαη ζσιήλαο κηθξνχ κήθνπο κε νπιηζκφ ζηελ εμσηεξηθή επηθάλεηα (δηακάληηαθαξβίδηα). Έρεη σο ζθνπφ θπξίσο ηελ ελίζρπζε ηνπ πιεπξηθνχ νπιηζκνχ ηνπ θνπηηθνχ άθξνπ, ηε δηαηήξεζε ζηαζεξήο δηακέηξνπ δηάηξεζεο θαη ηελ πξνζηαζία ηνπ δεηγκαηνιήπηε απφ ηε θζνξά. γ. Ο δεηγκαηνιήπηεο (core barrel), θνηλψο θαξνηαξία. Δίλαη ραιχβδηλνο ζσιήλεο φπνπ απνζεθεχεηαη ην θπιηλδξηθήο κνξθήο δείγκα (ππξήλαο ή θαξφην), κήθνπο 1,5-3,0 κέηξσλ. δ. Σα δηαηξεηηθά ζηειέρε (drill rods). Δίλαη ραιχβδηλνη ζσιήλεο κήθνπο 1,5 ή 3,0 m θαη δηακέηξνπ φρη κηθξφηεξεο ησλ 50 mm ηα νπνία θνριηψλνληαη αξρηθψο ζηελ θεθαιή ηνπ δεηγκαηνιήπηε θαη ζηε ζπλέρεηα δηαδνρηθά, κε ηελ πξνρψξεζε ηνπ δεηγκαηνιήπηε ζε κεγαιχηεξν βάζνο, κέρξη ηελ επηθάλεηα θαη ηελ θεθαιή ηεο αηξάθηνπ ηνπ γεσηξππάλνπ. Η πεξηζηξνθηθή θίλεζε θαη πίεζε πνπ επηβάιιεηαη απφ ηελ άηξαθην ηνπ γεσηξππάλνπ κεηαδίδεηαη ζηνλ δεηγκαηνιήπηε κέζσ ησλ δηαηξεηηθψλ ζηειερψλ. Η αλέιθπζε ησλ ζηειερψλ θαη ηνπ δεηγκαηνιήπηε, κεηά ην πέξαο ηεο δεηγκαηνιεςίαο γίλεηαη κε ην ζπξκαηφζρνηλν θαη ην βαξνχιθν ηνπ γεσηξππάλνπ. ε. Ο πεξίζηξεπηνο ηξνθνδφηεο λεξνχ (water swivel) πνπ θνριηψλεηαη ζην άλσ ηκήκα ηνπ ζηειέρνπο ηεο αηξάθηνπ θαη κέζσ απηνχ θαη ζηε ζπλέρεηα ησλ δηαηξεηηθψλ ζηειερψλ, δηνρεηεχεηαη εζσηεξηθά ην λεξφ ππφ πίεζε απφ ηελ αληιία πξνο ην θνπηηθφ άθξν. Σν λεξφ ππφ πίεζε δηεπθνιχλεη ηε δηάηξεζε, ηελ ςχμε ηνπ θνπηηθνχ άθξνπ θαη ηελ απνκάθξπλζε ηνπ πιηθνχ δηάηξεζεο, ην νπνίν δελ ιακβάλεηαη σο δείγκα. 85

96 ρήκα 5.3. Γηαηξεηηθά ζηειέρε γεσηξππάλνπ ρήκα 5.4 Πεξίζηξεπηνο ηξνθνδφηεο λεξνχ ρήκα 5.5 Σν πξψην ρεηξνθίλεην γεσηξχπαλν ηεο Atlascopco 86

97 O παξαπάλσ εμνπιηζκφο εθαξκφδεηαη ζπλήζσο γηα δηάηξεζε ζε πεηξψκαηα. ηελ πεξίπησζε καιαθψλ εδαθηθψλ ζρεκαηηζκψλ ηα (α), (β) θαη (γ) αληηθαζίζηαηαη απφ εηδηθνχο δεηγκαηνιήπηεο (βιέπε παξάγξαθν 5.1.4). Πνηόηεηα δεηγκαηνιεςίαο θνπφο είλαη ε δηάηξεζε λα γίλεηαη ρσξίο θαζπζηέξεζε θαη φζν ην δπλαηφ νηθνλνκηθφηεξα, κε ηελ απαηηνχκελε θπζηθά πνηφηεηα. Σα δείγκαηα απηά ζα πξέπεη λα αληηπξνζσπεχνπλ φζν ην δπλαηφ θαιχηεξα, απφ πιεπξάο ζχζηαζεο, δνκήο θαη πεξηερφκελεο πγξαζίαο, ηε θπζηθή θαηάζηαζε ησλ ππεδαθηθψλ ζηξσκάησλ απφ ηα νπνία πξνέξρνληαη. Σα δείγκαηα ησλ γεσηξήζεσλ δηαθέξνπλ σο πξνο ην βαζκφ δηαηάξαμήο ηνπο, αλάινγα κε ηελ ηερληθή δεηγκαηνιεςίαο, ηελ εκπεηξία ηνπ πξνζσπηθνχ θαη ηε θχζε ηνπ πιηθνχ. Οπσζδήπνηε ηα θνθθψδε, κε ζπλεθηηθά εδάθε είλαη δχζθνιν λα δψζνπλ πνιχ θαιήο πνηφηεηαο δείγκαηα (αδηαηάξαθηα). Ο ηξφπνο δεηγκαηνιεςίαο εμαξηάηαη απφ ηελ απαηηνχκελε πνηφηεηα ησλ δεηγκάησλ, ε νπνία θαζνξίδεηαη θαη απφ ηε δπλαηφηεηα εθηέιεζεο αμηφπηζησλ εξγαζηεξηαθψλ δνθηκψλ ζηηο νπνίεο ππνβάιινληαη ηα δείγκαηα (Παξάξηεκα, Πίλαθαο 5). Σνλίδεηαη όηη ε πνηόηεηα δεηγκαηνιεςίαο εμαζθαιίδεηαη θαηά έλα κεγάιν βαζκό από ηελ εκπεηξία θαη ηελ ηθαλόηεηα ηνπ γεσηξππαληζηή Γεηγκαηνιεςία Βξαρσδώλ δεηγκάησλ Γηα ηελ απαηηνχκελε, θνληά ζην πνζνζηφ ηνπ 100%, ππξελνιεςία ησλ βξαρσδψλ ζρεκαηηζκψλ είλαη απαξαίηεηε ε ζσζηή επηινγή ηνπ κεγέζνπο ηεο νπήο δηάηξεζεο, ηεο θαηάιιειεο, γηα ην πέηξσκα πνπ ζα δηαηξεζεί, θαξνηαξίαο θαη ησλ αληίζηνηρσλ θνπηηθψλ άθξσλ. 87

98 ΚΟΠΣΙΚΟ ΑΚΡΟ (ΚΟΡΧΝΑ) Απνηειείηαη απφ ραιχβδηλν θχιηλδξν, χςνπο κεξηθψλ εθαηνζηψλ πνπ ζηε κία βάζε ηνπ (ζηεθάλε) θέξεη νπιηζκφ απφ πιηθφ κεγάιεο ζθιεξφηεηαο θαη αλζεθηηθφηεηαο θαη ζηελ άιιε εζσηεξηθφ ή εμσηεξηθφ ζπείξσκα γηα ηελ θνριίσζε ζηε δηαηξεηηθή ζηήιε θαη ζπγθεθξηκέλα ζηνλ πεξηθνπηήξα (θξέδα). ην εζσηεξηθφ ηεο θνξψλαο, ην νπνίν είλαη θσληθφ, ηνπνζεηείηαη ην εηδηθφ ειαηήξην (core lifter) γηα ηε ζξαχζε ηνπ δείγκαηνο κεηά ηελ πεξάησζε ηεο δεηγκαηνιεςίαο θαη ζηε ζπλέρεηα ηε ζπγθξάηεζή ηνπ ζηνλ δεηγκαηνιήπηε θαηά ηελ αλέιθπζή ηνπ ζηελ επηθάλεηα. Αλάινγα κε ην πιηθφ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηνλ νπιηζκφ ηνπ θνπηηθνχ άθξνπ, δηαθξίλνληαη: - αδακαληνθνξώλεο (νπιηζκφο απφ ηερλεηά δηακάληηα) - βηδνθνξώλεο (νπιηζκφο απφ θξάκα θαξβηδίνπ ηνπ βνιθξακίνπ θαη θνβαιηίνπ- θνηλψο βίδηα- ή απφ ζθιεξπκέλν ράιπβα). Οη αδακαληνθνξψλεο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε δηάηξεζε αξθεηά ζθιεξψλ θαη θζνξνπνηψλ πεηξσκάησλ (ζθιεξνί αζβεζηφιηζνη, πγηείο γξαλίηεο, ραιαδίηεο, γλεχζηνη, θεξαηφιηζνη, ζθιεξνί ςακκίηεο θ.α.) ελψ νη βηδνθνξψλεο, πνπ είλαη πνιχ πην θζελέο, γηα ιηγφηεξν ζθιεξά πεηξψκαηα (ζρηζηφιηζνη, ηιπφιηζνη, καιαθνί ςακκίηεο θαη αζβεζηφιηζνη, ζθιεξέο κάξγεο, καξγφιηζνη, ακκνράιηθα, θξνθάιεο θ.α.) Σα θνπηηθά άθξα ηεο ζσιήλσζεο επέλδπζεο ηεο νπήο ηεο γεψηξεζεο δελ έρνπλ δηακάληηα ζην εζσηεξηθφ ηεο ζηεθάλεο ηνπο, αιιά κφλν ζηελ εμσηεξηθή επηθάλεηα, αθνχ έρνπλ ζθνπφ λα δηεπξχλνπλ ηελ νπή ηεο γεψηξεζεο κεηά ηε δεηγκαηνιεςία. ηελ πεξίπησζε φκσο πνπ ε ζσιήλσζε ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε δηάλνημε ηεο νπήο ηεο γεψηξεζεο, ηφηε ρξεζηκνπνηείηαη θνπηηθφ άθξν κε δηακάληηα θαη ζην εζσηεξηθφ ηεο ζηεθάλεο. Η ςύμε ηεο ζηεθάλεο ησλ θνπηηθψλ άθξσλ επηηπγράλεηαη θπξίσο κε ηελ θπθινθνξία ηνπ λεξνχ πνπ εηζπηέδεηαη κέζα απφ ην θνίισκα ησλ ζηειερψλ ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο, θαη εηζέξρεηαη ζηελ θαξνηαξία. Σν λεξφ ζηε ζπλέρεηα είηε δηέξρεηαη απφ ην εζσηεξηθφ ηεο θνξψλαο πξνο ην εμσηεξηθφ κέζσ εηδηθψλ δηφδσλ, είηε εμέξρεηαη θαηεπζείαλ ζηελ εμσηεξηθή επηθάλεηα ηνπ κεηψπνπ 88

99 θνπήο ηεο ζηεθάλεο. ηελ ηειεπηαία πεξίπησζε ππάξρεη ην πιενλέθηεκα ην πέηξσκα πνπ δηαηεξείηαη λα κελ επεξεάδεηαη ζεκαληηθά απφ ην λεξφ, αιιά νη νπέο δηαθπγήο ηνπ λεξνχ θαζηζηνχλ ιηγφηεξν αλζεθηηθφ ην θνπηηθφ άθξν ζηε δηάηξεζε πνιχ ζθιεξψλ ή θεξκαηηζκέλσλ πεηξσκάησλ. Βαζηθή ινηπφλ κέξηκλα γηα ηελ εθηέιεζε ηεο γεψηξεζεο είλαη εμαζθάιηζε παξνρήο λεξνχ ζηελ πεξηνρή. ρήκα 5.6 Γηάθνξνη ηχπνη θνπηηθψλ άθξσλ (θνξσλψλ) γηα βξαρψδεηο ζρεκαηηζκνχο ρήκα 5.7 Αδακαληνθνξψλα ζπλδεδεκέλε κε ηνλ πεξηθνπηήξα (θξέδα) ρήκα 5.8 Βηδνθνξψλεο 89

100 ΓΔΙΓΜΑΣΟΛΗΠΣΔ Οη δεηγκαηνιήπηεο βξαρσδψλ ζρεκαηηζκψλ (θαξνηαξίεο) έρνπλ σο ζθνπφ ηε δηάηξεζε ηνπ πεηξψκαηνο κε ηε κηθξφηεξε δπλαηή δηαηάξαμε ηεο θπζηθήο ηνπο θαηάζηαζεο θαζψο θαη ηελ απφιεςε ππξήλσλ θαη ηελ αζθαιή κεηαθνξά ηνπ ζηελ επηθάλεηα. Σν κήθνο ηνπο είλαη ζπλήζσο 1,50 m ή 3,00 m. Σν άλσ ηκήκα ησλ δεηγκαηνιεπηψλ (θεθαιή) ζπλδέεηαη (θνριηψλεηαη) ζηα ζηειέρε ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο, ελψ ην θαηψηεξν ζηνλ πεξηθνπηήξα θαη ηελ θνξψλα. Μεηαμχ ηνπ πεξηθνπηήξα θαη ηεο θνξψλαο ηνπνζεηείηαη ην ειαηήξην ζπγθξάηεζεο πνπ έρεη σο ζθνπφ λα απνθφπηεη θαη λα ζπγθξαηεί εληφο ηνπ δεηγκαηνιήπηε ην δείγκα κεηά ην πέξαο ηεο δεηγκαηνιεςίαο θαη θαηά ηελ αλέιθπζε ηνπ δεηγκαηνιήπηε. ρήκα 5.9 Γηάθνξνη ηχπνη ειαηεξίσλ απνθνπήο θαη ζπγθξάηεζεο ησλ βξαρσδψλ δεηγκάησλ Παξαθάησ πεξηγξάθνληαη νη θπξηφηεξνη ηχπνη θαξνηαξηψλ. Ι. Γεηγκαηνιήπηεο κνλνύ ζσιήλα: απιφο ζσιήλαο κε θνπηηθφ άθξν γηα ηε ζπιινγή δείγκαηνο. Υξεζηκνπνηείηαη: κφλν γηα ζπκπαγή ζθιεξά πεηξψκαηα. Σν άλσ ηκήκα ηνπ (αξηζηεξφ ηέκαρνο ηεο θσηνγξαθίαο θεθαιή) ζπλδέεηαη (θνριηψλεηαη) ζην δηαηξεηηθφ ζηέιερνο, ελψ ην θάησ ηκήκα ζηνλ πεξηθνπηήξα θαη ζηελ θνξψλα. Σν βαζηθφ κεηνλέθηεκα: ην λεξφ πνπ θαηέξρεηαη απ απηφλ (ζηελ εζσηεξηθή ηνπ επηθάλεηα) απνπιέλεη ην δείγκα, θπξίσο φηαλ πξφθεηηαη γηα καιαθφ πέηξσκα. 90

101 ρήκα 5.10 Γεηγκαηνιήπηεο(θαξνηαξία) κνλνχ ηνηρψκαηνο ΙΙ. Γεηγκαηνιήπηεο δηπινύ ζσιήλα: απνηειείηαη απφ δχν νκφθεληξνπο ζσιήλεο κεηαμχ ησλ νπνίσλ θπθινθνξεί ην λεξφ, ελψ ην δείγκα ζπιιέγεηαη ζηνλ εζσηεξηθφ. Σν λεξφ εμέξρεηαη δηα κέζνπ νπψλ ζην αθξφηαην ηκήκα ηνπ εζσηεξηθνχ ζσιήλα. Ο δεηγκαηνιήπηεο απηφο κπνξεί λα είλαη i. ζηαζεξνύ ηύπνπ (δειαδή ν εζσηεξηθφο θαη εμσηεξηθφο ζσιήλαο λα είλαη ζπλδεδεκέλνη θαη λα πεξηζηξέθνληαη καδί). Υξεζηκνπνηείηαη: Η θαξνηαξία ζηαζεξνχ ηχπνπ είλαη θαηάιιειε κφλν γηα ηα ζθιεξά θαη φρη πνιχ θεξκαηηζκέλα πεηξψκαηα. ii. πεξίζηξεπηνπ ηύπνπ (ν εζσηεξηθφο κέλεη αθίλεηνο). iii. δηαρσξηδόκελνπ ηύπνπ (δηαηξεηφο- split). Ο εζσηεξηθφο ζσιήλαο κπνξεί λα είλαη επίζεο γηα θαιχηεξε εμαγσγή ηνπ δείγκαηνο κε ηε κηθξφηεξε δηαηαξαρή ηνπ. ρήκα 5.11 Καξνηαξία δηπινχ ηνηρψκαηνο Σν πιενλέθηεκά ηεο: κπνξεί λα έρεη κηθξή επηθάλεηα ζηεθάλεο θαη έηζη ρξεζηκνπνηνχληαη ιηγφηεξα δηακάληηα (κεγαιχηεξε νηθνλνκία), απαηηεί κηθξφηεξε ελέξγεηα πεξηζηξνθήο θαη ε δηάηξεζε γίλεηαη πην γξήγνξα. Υξεζηκνπνηείηαη: είλαη θαηάιιειεο γηα ηα καιαθφηεξα ή απνζαζξσκέλα ή πνιχ θεξκαηηζκέλα πεηξψκαηα θαζψο επηθέξνπλ κηθξφηεξε δηαηάξαμε ζην δείγκα. Σα ηειεπηαία ρξφληα έρεη αλαπηπρζεί πνιχ ε ηερλνινγία ησλ πιαζηηθψλ ζσιήλσλ πνπ είλαη ζρεδφλ δηαθαλείο θαη ηνπνζεηνχληαη κέζα ζηνλ εζσηεξηθφ 91

102 ζσιήλα ησλ θαξνηαξηψλ. Οη πιαζηηθνί απηνί ζσιήλεο αθαηξνχληαη εχθνια θαη πξνζηαηεχνπλ ζεκαληηθά ην δείγκα γηα αξθεηφ ρξφλν κεηά ηε δεηγκαηνιεςία, ελψ παξάιιεια είλαη δπλαηή ε εμέηαζε ησλ δεηγκάησλ, ρσξίο ηελ αθαίξεζε ησλ πξνζηαηεπηηθψλ απηψλ ζσιήλσλ. ρήκα Δζσηεξηθφο πιαζηηθφο (PVC) ζσιήλαο δηπιήο θαξνηαξίαο ρήκα Καξνηαξία κνλνχ ζσιήλα (αξηζηεξά) θαη δηπινχ ζσιήλα (δεμηά). (Απφ Κνχθε & ακπαηαθάθε, 2002). ΙΙΙ. Γεηγκαηνιήπηεο ηξηπινύ ζσιήλα: κνηάδεη κε ηνλ πξνεγνχκελν δεηγκαηνιήπηε, κε ηε δηαθνξά φηη απνηειείηαη απφ έλαλ επηπιένλ εζσηεξηθφ ιεπηφ ζσιήλα. Η απνζήθεπζε ηνπ δείγκαηνο γίλεηαη ζηνλ εζσηεξηθφ απηφ ζσιήλα, πνπ είλαη ζπλήζσο δηαηξνχκελνο, απφ αινπκίλην, πιαζηηθφ ή κέηαιιν θαη ε εμψζεζή ηνπ γίλεηαη κε πίεζε (θπξίσο πδξαπιηθή). Ο εζσηεξηθφο απηφο ζσιήλαο κπνξεί λα δερζεί θαηάιιειε πξνεμνρή πνπ έρεη νμχηεξε απφιεμε θαη πξνεμέρεη ηνπ θνπηηθνχ άθξνπ ψζηε λα εηζρσξεί ζηνπο καιαθνχο ζρεκαηηζκνχο θαη λα επηηπγράλεηαη ε κηθξφηεξε δπλαηφλ δηαηάξαμε ηνπ δείγκαηνο. Με ηελ θαξνηαξία απηήλ επηηπγράλεηαη: δεηγκαηνιεςία φπνπ δηαηεξνχληαη αλαιινίσηα ηα θπζηθά θαη κεραληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ εδάθνπο. ρήκα Γηαηξεηφο εζσηεξηθφο ζσιήλαο δηπιήο ή ηξηπιήο θαξνηαξίαο 92

103 ρήκα Καξνηαξία κνλνχ ζσιήλα (αξηζηεξά) θαη δηπινχ ζσιήλα (δεμηά). (Απφ Κνχθε & ακπαηαθάθε, 2002). IV. Με δεηγκαηνιεπηηθή πεξηζηξνθηθή δηάηξεζε ηελ πεξίπησζε θαηά ηελ νπνίαλ δελ απαηηείηαη δεηγκαηνιεςία ζε βξαρψδεηο ζρεκαηηζκνχο (πξνρψξεζε ρσξίο δείγκα κέρξη ην επηζπκεηφ βάζνο δεηγκαηνιεςίαο ή πξνθεηκέλνπ γηα εγθαηάζηαζε νξγάλσλ ζε νπή γεψηξεζεο) ρξεζηκνπνηνχληαη εηδηθά θνπηηθά (π.ρ. γξαλαδσηά θνπίδηα). ρήκα Γξαλαδσηά θαη, ηξίθσλα θνπίδηα 93

104 5.1.4 Γεηγκαηνιεςία Δδαθηθώλ δεηγκάησλ Η δεηγκαηνιεςία ησλ εδαθψλ νδεγεί ζε δχν θαηεγνξίεο δεηγκάησλ: Αδηαηάξαθην δείγκα ζεσξείηαη θάζε δείγκα πνπ ιακβάλεηαη κε θαηάιιειε ηερληθή ιήςεο θαη κε ρξήζε εηδηθνχ δεηγκαηνιήπηε, πνπ εμαζθαιίδεη ηελ ειάρηζηε δηαηάξαμε ηνπ εδαθηθνχ ηζηνχ ηνπ θαη ηε δηαηήξεζε ηεο θπζηθήο ηνπ πγξαζίαο, ψζηε ην δείγκα απηφ λα είλαη θαηάιιειν γηα εξγαζηεξηαθέο δνθηκέο πξνζδηνξηζκνχ ησλ θπζηθψλ θαη κεραληθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπ. Γηαηαξαγκέλν δείγκα ζεσξείηαη θάζε δείγκα πνπ απφ ηελ ηερληθή ιήςεο ηνπ θαη ην δεηγκαηνιήπηε πνπ ρξεζηκνπνηήζεθε έρεη ππνζηεί δηαηάξαμε ηνπ εδαθηθνχ ηζηνχ ή κεηαβνιή ηεο πγξαζίαο ηνπ, ψζηε λα ζεσξείηαη αθαηάιιειν γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ αληνρήο ηνπ θαη παξακνξθσζηκφηεηαο θαη είλαη θαηάιιειν κφλν γηα δνθηκέο ηαμηλφκεζήο ηνπ. Η ηερληθή ιήςεο ελφο δείγκαηνο θαζψο θαη ν ηχπνο δεηγκαηνιήπηνπ πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί εμαξηψληαη θαη θαζνξίδνληαη απφ ην είδνο θαη ηε δνκή ηνπ ππεδάθνπο. Α. ΓΔΙΓΜΑΣΟΛΗΠΣΔ ΑΓΙΑΣΑΡΑΚΣΧΝ ΓΔΙΓΜΑΣΧΝ Α1. Γεηγκαηνιήπηεο αλνηθηνύ ζσιήλα Ο δεηγκαηνιήπηεο απηφο (γλσζηφο σο U100) απνηειείηαη απφ έλα ραιχβδηλν ή αινπκηλέλην ζσιήλα εζσηεξηθήο δηακέηξνπ 100mm θαη κήθνπο 450mm, κε έλα επηπιένλ κήθνο κεξηθψλ ρηιηνζηψλ γηα πηζαλή δεηγκαηνιεςία κήθνπο κεγαιχηεξνπ απφ ην ηππηθφ κήθνο ηνπ ζσιήλα. Η βάζε ηνπ δεηγκαηνιήπηε ζπλδέεηαη κε ην θνπηηθφ πέικα (πνιιψλ ηχπσλ) θαη ε θεθαιή πνπ ζπλδέεηαη κε ηα ζηειέρε ηεο δηαηξεηηθήο ζηήιεο ηνπ πεξηζηξεθφκελνπ γεσηξχπαλνπ ή κε εηδηθή ζθχξα ηνπ θξνπζηηθνχ γεσηξχπαλνπ, θέξεη εηδηθή βαιβίδα γηα ηε δηαθπγή ηνπ αέξα ή ηνπ λεξνχ πνπ βξίζθεηαη πάλσ απφ ην δείγκα θαη ζπκπηέδεηαη θαηά ηε δηείζδπζε ηνπ δεηγκαηνιήπηε. 94

105 Η εμσηεξηθή δηάκεηξνο ηνπ θνπηηθνχ άθξνπ είλαη ιίγν κεγαιχηεξε απφ απηή ηνπ δεηγκαηνιεπηηθνχ ζσιήλα ψζηε λα δηεπθνιχλεηαη ε πξνζρψξεζε θαη ε απφζπξζε ηνπ ζσιήλα. Υξεζηκνπνηείηαη: είλαη θαηάιιεινο γηα δεηγκαηνιεςία κέηξησλ κέρξη ζηηθξψλ αξγίισλ. Υξεζηκνπνηείηαη επίζεο γηα ηε δεηγκαηνιεςία δηαηαξαγκέλσλ δεηγκάησλ ζθιεξψλ ή καιαθψλ αξγίισλ, αξγηισδψλ άκκσλ θαη ηιχσλ θαζψο θαη απνζαζξσκέλσλ βξάρσλ. Α2. Γεηγκαηνιήπηεο ιεπηνύ ηνηρώκαηνο (SHELBY) Δίλαη ν ζπλεζέζηεξνο ηχπνο. Απνηειείηαη απφ απιφ ζσιήλα ιεπηνχ ηνηρψκαηνο (πάρνπο 2 6mm) πνπ ζην θάησ άθξν ηνπ θνριηψλεηαη θνπηηθφ πέικα, ελψ ην άλσ άθξν ηνπ ζπλδέεηαη κέζσ θαηάιιειεο θεθαιήο κε ηα δηαηξεηηθά ζηειέρε. ηελ θεθαιή θέξεη ζθαηξηθή βαιβίδα πνπ επηηξέπεη αθελφο ηελ έμνδν ηνπ λεξνχ ή ηνπ αέξα κέζα απφ ην δεηγκαηνιεπηηθφ ζσιήλα θαη αθεηέξνπ ηε δεκηνπξγία ππνπίεζεο γηα ηελ θαιχηεξε ζπγθξάηεζε ηνπ δείγκαηνο. Μέζα ζην ζσιήλα ππάξρεη δεχηεξνο ζσιήλαο, ζπλήζσο πιαζηηθφο (Φ75), ν νπνίνο θαη δέρεηαη ην εδαθηθφ δείγκα θαηά ηε δηείζδπζε. Οη ζπλήζεηο δηαζηάζεηο ηνπ δεηγκαηνιήπηε SHELBY είλαη: δηάκεηξνο εμσηεξηθνχ ζσιήλα 85mm, εζσηεξηθνχ 75mm θαη κήθνο δείγκαηνο πεξίπνπ 50cm. (δηαζέζηκνη επίζεο κε εζσηεξηθή δηάκεηξν 100mm θαη 250mm). Σν δείγκα ιακβάλεηαη κε βξαδεία θαη ζηαζεξή πδξαπιηθή πίεζε ηνπ δεηγκαηνιήπηε ζην έδαθνο θαη ζην επηζπκεηφ βάζνο. Μεηά ηελ αθαίξεζε ηνπ εμσηεξηθνχ ζσιήλα ην δείγκα δηαηεξείηαη ζηνλ εζσηεξηθφ πιαζηηθφ (πνπθάκηζν), ηνπνζεηείηαη παξαθίλε θαη πιαζηηθά θαπάθηα ζηηο άθξεο θαη κεηαθέξεηαη ζην εξγαζηήξην. Υξεζηκνπνηείηαη: Καηάιιεινο γηα εδάθε πνπ παξνπζηάδνπλ ζπλνρή (αξγηιηθά) θαη ζηεξνχληαη ραιηθηψλ. Πιενλέθηεκα: κηθξφηεξε δηαηάξαμε ηνπ δείγκαηνο, επεηδή ηα ηνηρψκαηα ηνπ δεηγκαηνιήπηε Shelby είλαη ιεπηφηεξα απφ ηα ηνηρψκαηα ηνπ δεηγκαηνιήπηε αλνηθηνχ ζσιήλα. 95

106 ρήκα Γεηγκαηνιήπηεο Shelby. 1: λχρη (θνπηηθφ πέικα), 2: εζσηεξηθφο πιαζηηθφο ζσιήλαο, 3: εμσηεξηθφο κεηαιιηθφο ζσιήλαο, 4: θεθαιή Γελ ρξεζηκνπνηείηαη: Γείγκαηα αμηφινγεο πνηφηεηαο, ακκνράιηθσλ θαη ραιαξψλ άκκσλ, ηδηαίηεξα θάησ απφ ηε ζηάζκε ηνπ ππφγεηνπ χδαηνο, δελ είλαη δπλαηφλ λα ιεθζνχλ. πλήζσο, ζην άθξν ησλ δεηγκαηνιεπηψλ εδάθνπο ηνπνζεηείηαη έλα ειαηήξην ζπγθξάηεζεο ηνπ δείγκαηνο (θαιάζη), δηαθφξσλ ηχπσλ αλαιφγσο ηνπ ηχπνπ ηνπ εδαθηθνχ δείγκαηνο. ρήκα Γηάθνξνη ηχπνη ειαηεξίνπ ζπγθξάηεζεο (θαιαζσηή παγίδα) γηα θνθθψδε θπξίσο εδάθε 96

107 Δπηζήκαλζε πάλσ ζην ζηέιερνο ηνπ κήθνπο δηείζδπζεο ηνπ δεηγκαηνιήπηε Shelby Αλέιθπζε δεηγκαηνιήπηε shelby Λήςε δείγκαηνο εληόο ηνπ εζσηεξηθνύ πιαζηηθνύ ζσιήλα ηνπ δεηγκαηνιήπηε Καζαξηζκόο ησλ άθξσλ ηνπ δείγκαηνο Παξαθίλσζε ησλ άθξσλ ηνπ δείγκαηνο Σνπνζέηεζε ησλ πιαζηηθώλ θαιπκκάησλ ησλ άθξσλ θαη επηζήκαλζε ηνπ δείγκαηνο (αξηζκόο, βάζνο, αξρή-ηέινο) ρήκα Γεηγκαηνιεςία εδάθνπο κε ηνλ δεηγκαηνιήπηε shelby 97

108 Α3. Γεηγκαηνιήπηεο κε έκβνιν (Piston Sampler) Πξφθεηηαη βαζηθά γηα δεηγκαηνιήπηε ιεπηνχ ηνηρψκαηνο κέζα ζηνλ νπνίν εθαξκφδεηαη αεξνζηεγψο έκβνιν πνπ επηθνηλσλεί κε ηελ επηθάλεηα κε ραιχβδηλε ζηήιε κηθξήο δηακέηξνπ. Σν έκβνιν βξίζθεηαη ζην θάησ άθξν ηνπ δεηγκαηνιεπηηθνχ ζσιήλα κέρξηο φηνπ ν δεηγκαηνιήπηεο θζάζεη ζην επηζπκεηφ βάζνο. Ο δεηγκαηνιεπηηθφο ζσιήλαο είλαη κεηαιιηθφο (π.ρ. αλνμείδσηνο ράιπβαο), ιεπηνχ ηνηρψκαηνο, ζπλήζσο δηακέηξνπ 75mm πεξίπνπ θαη κήθνπο 75cm πεξίπνπ (δηαζέζηκεο δηάκεηξνη 75mm, 100mm θαη 250mm). Καηά ηε θάζε ηεο δεηγκαηνιεςίαο ην έκβνιν παξακέλεη αθίλεην, ελψ ν δεηγκαηνιεπηηθφο ζσιήλαο σζείηαη κε πδξαπιηθή πίεζε ζην έδαθνο κέρξη ηελ πιήξσζή ηνπ κε δείγκα. Η αθηλεηνπνίεζε ηνπ εκβφινπ γίλεηαη κε κεραληζκφ ειαηεξίνπ θσληθήο ζθήλαο πνπ βξίζθεηαη ζηελ θεθαιή ηνπ δεηγκαηνιήπηε, ή κε θαηάιιειεο βαιβίδεο. Υξεζηκνπνηείηαη: θπξίσο ζε κε ζπλεθηηθά ιεπηφθνθθα ακκντιπψδε εδαθηθά πιηθά θαζψο θαη ζε καιαθέο επαίζζεηεο αξγίινπο. Μεηνλέθηεκα: ζρεηηθά δχζθνιε ρξήζε ηνπ, ελψ ε εμαγσγή ηνπ δείγκαηνο ζην εξγαζηήξην κε ηε ρξήζε ηνπ κεραληθνχ εμνιθέα επηθέξεη ζπλήζσο δηαηάξαμε ησλ καιαθψλ δεηγκάησλ. ρήκα Γεηγκαηνιήπηεο εκβφινπ (piston sampler). 1: πιήξεο δεηγκαηνιήπηεο, 2: θεθαιή - ζψκα 3: έκβνιν θαη ζηέιερνο, 4: εζσηεξηθφο κεηαιιηθφο ζσιήλαο (πνπθάκηζν) 98

109 Α4. Γεηγκαηνιήπηεο πεξηζηξνθηθόο - πηέζεσο ηύπνπ DENISON Απνηειείηαη βαζηθά απφ δεηγκαηνιήπηε δηπινχ ηνηρψκαηνο, πνπ φηαλ είλαη εμνπιηζκέλνο κε εζσηεξηθφ «πνπθάκηζν» απφ πιαζηηθφ ζσιήλα γίλεηαη ηξηπινχ ηνηρψκαηνο, ν νπνίνο ζπλδέεηαη κε ηελ δηαηξεηηθή ζηήιε κε πεξηζηξεθφκελε θεθαιή. Ο δεηγκαηνιήπηεο πξνσζείηαη κέζα ζην έδαθνο κε ηαπηφρξνλε πίεζε θαη πεξηζηξνθή. Καηά ηελ πεξηζηξνθή πεξηζηξέθεηαη κφλν ν εμσηεξηθφο ζσιήλαο, ελψ ην εζσηεξηθφ ζχζηεκα ηνπ δεηγκαηνιήπηε παξακέλεη ζηαζεξφ. ηα θάησ άθξν ηνπ εμσηεξηθνχ ζσιήλα πξνζαξκφδνληαη δηάθνξνη ηχπνη θνπηηθήο ζηεθάλεο αλάινγα κε ηε θχζε ηνπ εδάθνπο πάληνηε φκσο ην θνπηηθφ πέικα ηνπ εζσηεξηθνχ ζσιήλα πξνεμέρεη ιίγν απφ ηνλ εμσηεξηθφ ζσιήλα. ηνλ δεηγκαηνιήπηε ηνπ είδνπο απηνχ κπνξνχλ λα πξνζαξκνζζνχλ δηάθνξα ζπζηήκαηα ζπγθξάηεζεο ηνπ εδαθηθνχ δείγκαηνο. Η ιήςε θαη ε ζπζθεπαζία ηνπ δείγκαηνο, γίλεηαη ζηνλ εζσηεξηθφ ζσιήλα πνπ ζπλήζσο είλαη πιαζηηθφο, ην λεξφ πνπ θπθινθνξεί επηδξά ειάρηζηα ζην δείγκα πνπ ιακβάλεηαη, αθνχ ε θπθινθνξία γίλεηαη δηακέζνπ ησλ δχν ζσιήλσλ θαη ν εζσηεξηθφο ζσιήλαο κε ην θνπηηθφ πέικα πξνεμέρεη. Καηά ηε δηελέξγεηα ηεο δεηγκαηνιεςίαο, ε πεξηζηξνθή ηνπ δεηγκαηνιήπηε πξαγκαηνπνηείηαη κε κηθξή ηαρχηεηα (αλάινγα κε ηε θχζε ηνπ εδάθνπο). Δπίζεο ε ηαρχηεηα δηεηζδχζεσο δελ πξέπεη λα ππεξβαίλεη ηελ ηαρχηεηα θνπήο ηνπ εμσηεξηθνχ ηνηρψκαηνο, ψζηε ε εθαξκνδφκελε θαηαθφξπθε δχλακε ζηε γεσηξεηηθή ζηήιε λα είλαη ε κηθξφηεξε πνπ απαηηείηαη γηα ηελ θπθινθνξία ηνπ λεξνχ θαη ηελ απαγσγή ησλ ππνιεηκκάησλ ηνπ εδαθηθνχ πιηθνχ πνπ απνθφπηνληαη. Υξεζηκνπνηείηαη: κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε ζηηθξά θαη ζθιεξά εδάθε πνπ δελ έρνπλ ραιίθηα (π.ρ. ζθιεξέο αξγίινπο θαη κάξγεο) θαη φπνπ νη άιινη δεηγκαηνιήπηεο δελ κπνξνχλ λα δηεηζδχζνπλ κε απιή πίεζε. 99

110 ρήκα Γεηγκαηνιήπηεο ηχπνπ Denison Β. ΓΔΙΓΜΑΣΟΛΗΠΣΗ ΗΜΙΓΙΑΣΑΡΑΓΜΔΝΧΝ ΓΔΙΓΜΑΣΧΝ Β1. Γεηγκαηνιήπηεο δηαρσξηδόκελνπ ηύπνπ ή δηαηξεηόο (split tube sampler). Αθνξά δεηγκαηνιεςία θξνχζεσο. Απνηειείηαη απφ ηξία ηκήκαηα: ην θνπηηθφ πέικα, ην δηαηξεηφ δεηγκαηνιεπηηθφ ζσιήλα θαη ηελ θεθαιή. Μεηά ηελ αθαίξεζε ηνπ πέικαηνο θαη ηεο θεθαιήο ν δεηγκαηνιεπηηθφο ζσιήλαο δηαρσξίδεηαη θαηά ηνλ δηακήθε άμνλά ηνπ ζε δχν ηεκάρηα γηα πην εχθνιε εμαγσγή ηνπ δείγκαηνο. Ο δεηγκαηνιήπηεο απηφο είλαη ζπγθεθξηκέλσλ δηαζηάζεσλ θαη ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ ηππνπνηεκέλε δνθηκή δηείζδπζεο TERZAGHI, φπνπ ζεκεηψλεηαη ν απαηηνχκελνο αξηζκφο θξνχζεσλ ελφο ζηαζεξνχ βάξνπο (63,5 kg), ην νπνίν κε ηε βνήζεηα ηνπ βαξνχιθνπ ηνπ 100

111 γεσηξππάλνπ, πέθηεη ειεχζεξα απφ ζηαζεξφ χςνο (76cm) γηα λα πξνθαιέζεη ζπγθεθξηκέλε δηείζδπζε (ζρήκα 5.21) ηνπ δεηγκαηνιήπηε ζην έδαθνο. Η πνηφηεηα δεηγκαηνιεςίαο κε ηνλ δεηγκαηνιήπηε απηφλ είλαη γεληθά θησρή, θαη κφλνλ γηα ηα νκνηνγελή ιεπηφθθνθα εδάθε κπνξεί λα είλαη κέηξηα. ρήκα Γεηγκαηνιήπηεο Terzaghi Δπηζήκαλζε πάλσ ζην ζηέιερνο ησλ 45cm δηείζδπζεο ηνπ δεηγκαηνιήπηε Terzaghi, αλά 15cm Διεύζεξε πηώζε ηνπ απηόκαηνπ βάξνπο ησλ 63,5 kgr 101

112 Πεξάησζε ηεο δηείζδπζεο Αλέιθπζε ηνπ δεηγκαηνιήπηε Terzaghi Απόιεςε δείγκαηνο από ηνλ δηαηξεηό δεηγκαηνιήπηε θαη πεξηηύιηγκα κε παλί Παξαθίλσζε ηνπ δείγκαηνο γηα πξνζηαζία θαη θύιαμε ρήκα ηάδηα δεηγκαηνιεςίαο δηαρσξηδφκελνπ ηχπνπ γηα ηε δνθηκή δηείζδπζεο Terzaghi Γ. ΓΙΑΣΑΡΑΓΜΔΝΑ ΓΔΙΓΜΑΣΑ Γ1. Γεηγκαηνιεςία εδαθώλ κε δηαθνπή ηνπ λεξνύ (θξαγκόο) Με ηε ρξεζηκνπνίεζε πεξηζηξνθηθνχ δεηγκαηνιήπηε απινχ ή δηπινχ ζσιήλα θαη κε δηαθνπή ηεο θπθινθνξίαο ηνπ λεξνχ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο δεηγκαηνιεςίαο (θξαγκφο), ιακβάλεηαη δηαηαξαγκέλν δείγκα απφ ην ππέδαθνο πνπ πθίζηαηαη δηαηαξαρή ηνπ ηζηνχ ηνπ θαη παξνπζηάδεη αιινηψζεηο ησλ ηδηνηήησλ ηνπ (θπξίσο σο πξνο ηε θπζηθή πγξαζία) ιφγσ ππεξζέξκαλζήο ηνπ. Έηζη ζα πξέπεη λα απνθεύγεηαη ε ζε κεγάιν κήθνο ζπλερήο ελ μεξώ δηάηξεζε (θξαγκόο) θαη δελ ζα πξέπεη λα ππεξβαίλεη ηα είθνζη (20) 102

113 εθαηνζηά. Δπίζεο ε ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο ηνπ δεηγκαηνιήπηε θαηά ηελ ελ μεξψ δεηγκαηνιεςία δηαηεξείηαη ζε ρακειά επίπεδα ψζηε λα πεξηνξίδεηαη θαηά ην δπλαηφ ε ππεξζέξκαλζε πνπ αλαπηχζζεηαη ζην θνπηηθφ άθξν ηνπ δεηγκαηνιήπηε θαη ζην εδαθηθφ δείγκα. Μεηά ηελ αθαίξεζε ηνπ εδαθηθνχ δείγκαηνο απφ ην δεηγκαηνιήπηε θαη ηε καθξνζθνπηθή εμέηαζε, ην ηκήκα εθείλν ηνπ δείγκαηνο πνπ έρεη ιεθζεί θαηά ηελ ελ μεξψ δηάηξεζε θαη ην νπνίν δελ είλαη θαηάιιειν γηα εξγαζηεξηαθέο δνθηκέο ππνβάιιεηαη κφλν ζε δνθηκέο ηαμηλφκεζεο. Υξεζηκνπνηείηαη: ζε εδάθε πνπ είλαη αδχλαηε ε δηείζδπζε κε απιή πίεζε θαη πνπ ε πεξηζηξνθηθή θίλεζε ηνπ δεηγκαηνιήπηε κε ζχγρξνλε θπθινθνξία λεξνχ πξνθαιεί ζξπκκαηηζκφ θαη απφπιπζε ηνπ εδαθηθνχ πιηθνχ. Βαζηθφ κεηνλέθηεκα: πθίζηαηαη δηαηαξαρή ηνπ ηζηνχ ηνπ θαη παξνπζηάδεη αιινηψζεηο ησλ ηδηνηήησλ ηνπ (ην δείγκα εδάθνπο «ςήλεηαη») πζθεπαζία θαη θύιαμε δεηγκάησλ Όια ηα δείγκαηα πνπ παίξλνληαη θαηά ηελ εθηέιεζε κηαο δεηγκαηνιεπηηθήο γεψηξεζεο ηνπνζεηνχληαη ζε θηβψηηα δεηγκάησλ φπσο πεξηγξάθνληαη παξαθάησ: Σα δείγκαηα εδάθνπο θαη βξάρνπ ηνπνζεηνχληαη ζε μπινθηβώηηα, πνπ έρνπλ πιάηνο πεξίπνπ 1m θαη απνηεινχληαη απφ 3-4 ζεηξέο ρσξηζκάησλ κε μχιν. Οη ππξήλεο εμάγνληαη απφ ηηο θαξνηαξίεο (δεηγκαηνιήπηεο) πξνζεθηηθά, γηα απνθπγή ζξαχζεο, θαη ηνπνζεηνχληαη κέζα ζηα θηβψηηα κε ηε ζσζηή ζεηξά (θαηά βάζνο θαη δηεχζπλζε δεηγκαηνιεςίαο). Η θαηεύζπλζε ζεκεηψλεηαη κε βέιε πάλσ ζηα ρσξίζκαηα ησλ θηβσηίσλ. Σν ηέινο θάζε ππξελνιεςίαο (βνπηηάο) ζεκεηψλεηαη κε έλα θνκκάηη μχινπ πνπ είλαη ηνπνζεηεκέλν εγθάξζηα ζηα θχξηα ρσξίζκαηα ησλ θηβσηίσλ κε έλδεημε ηνπ βάζνπο. 103

114 Μεξηθέο θνξέο θαη θπξίσο γηα ηα καιαθά ή απνζαζξσκέλα πεηξψκαηα, νη ππξήλεο πξνζηαηεχνληαη κε ιεπηή πιαζηηθή κεκβξάλε (θαη γηα δηαηήξεζε ηεο θπζηθήο ηνπο πγξαζίαο) Σα θηβψηηα θέξνπλ ζην πιεπξφ θαη πάλσ ζην θάιπκκα ηηο αθφινπζεο ελδείμεηο: Έξγν (π.ρ. Δγλαηία Οδφο, θάζεηνο άμνλαο Κνκνηελή Νπκθαία) Γεψηξεζε (π.ρ. Γ36) Ηκεξνκελία έλαξμεο θαη πεξάησζεο ηεο γεψηξεζεο Αξηζκφο θηβσηίνπ (π.ρ. 1/6, έλα απφ έμη θηβψηηα) Βάζνο ηνπ αληίζηνηρνπ ηκήκαηνο ηεο γεψηξεζεο (π.ρ. 0m-4,40m) Οη ελδείμεηο απηέο φπσο θαη νη ελδείμεηο βάζνπο κέζα ζην θηβψηην πξέπεη λα γίλνληαη κε αλζεθηηθή βαθή. πλήζσο, θαη νπσζδήπνηε ζηελ έξεπλα ησλ ππνγείσλ έξγσλ, γίλεηαη έγρξσκε θσηνγξάθεζε ησλ δεηγκάησλ ησλ θηβσηίσλ ησλ γεσηξήζεσλ πξηλ ηα δείγκαηα ζηαινχλ ζην εξγαζηήξην γηα πεξαηηέξσ εμέηαζε θαη εξγαζηεξηαθή δνθηκαζία. ρήκα πζθεπαζία θαη θχιαμε δεηγκάησλ 104

115 5.1.6 Βάζνο θαη δηάηαμε γεσηξήζεσλ Γηα ην βάζνο θαη ηε δηάηαμε ησλ γεσηξήζεσλ ππάξρνπλ νξηζκέλεο πξνδηαγξαθέο (Παξάξηεκα 4) αιιά ε απάληεζε βξίζθεηαη γεληθά ζηελ ηδηαηηεξφηεηα ηνπ έξγνπ αιιά θαη ζηελ εκπεηξία ηνπ κειεηεηή, ζε ζπλάξηεζε πάληα κε ην ζπλνιηθφ θφζηνο ηνπ έξγνπ. Πην ζπγθεθξηκέλα, θάπνηα θξηηήξηα γηα ην ηειηθφ βάζνο ηεο γεψηξεζεο παξνπζηάδνληαη παξαθάησ: Γηα ηνλ θαζνξηζκφ ηνπ ηειηθνχ βάζνπο: i. Γηαπίζησζε εδαθηθήο ζηξψζε κε ηθαλνπνηεηηθή θέξνπζα ηθαλφηεηα (άκεζε δηεξεχλεζε αλ ππάξρεη θάησ απφ απηή άιιε αζζελέζηεξε ζηξψζε). ii. ε καιαθά εδάθε πνπ ππφθεηληαη ζε ζεκαληηθέο θαζηδήζεηο, νη γεσηξήζεηο θζάλνπλ ζε βάζνο ηέηνην πνπ ηα θνξηία ηεο θαηαζθεπήο δελ επεξεάδνπλ ην ππέδαθνο απφ πιεπξάο θαζηδήζεσλ iii. Δθηίκεζε βάζνπο αλάινγα κε ζπγθεθξηκέλε ππφ δηεξεχλεζε επηθάλεηαο νιίζζεζεο (ζε πεξίπησζε θαηνιίζζεζεο) iv. Καζνξηζκφο εχξεζε βξαρψδνπο ππνβάζξνπ v. ε πεξηπηψζεηο ζεκαληηθψλ ηερληθψλ έξγσλ (θξαγκάησλ, ζεξάγγσλ, γεθπξψλ, βηνκεραληθψλ θηηξίσλ θ.α.) Τπάξρεη ειάρηζηνο αξηζκφο αλάινγα κε ην ηερληθφ θαη ηα γεσκεηξηθά ηνπ ραξαθηεξηζηηθά (κήθνο έξγνπ, βάζνο επίδξαζεο) Πνιππινθφηεηα ηνπ Γεσινγηθνχ Μνληέινπ: εξσηεκαηηθά ηεο γεσινγηθήο κειέηεο πνπ έρνπλ ζρέζε κε ηε ζηξσκαηνγξαθία θαη ηελ ηεθηνληθή ηεο πεξηνρήο ηνπ έξγνπ, (π.ρ. ζηηο ζήξαγγεο κία δηάκεηξν ηεο ζήξαγγαο θάησ απφ ηνλ ππζκέλα ηεο). εκεηώζεηο: i. Πξέπεη λα ηνληζηεί όηη είλαη δπλαηόλ λα εθηεινύληαη θαη ii. πιάγηεο ππό θιίζε γεσηξήζεηο (εληνπηζκόο ξεγκάησλ, επαθώλ ζρεκαηηζκώλ θιπ.) (ζρήκα 5.23). Δπηζεκαίλεηαη όηη ε εθηέιεζε γεσηξήζεσλ ζηηο πόιεηο πξνππνζέηεη πνιιέο θνξέο ηελ δηελέξγεηα κηθξνύ θξέαηνο (ζθάκα) γηα ηελ απνθπγή ζνβαξώλ δεκηώλ ζε δίθηπα θνηλήο 105

116 νθειείαο (απνρεηεύζεηο, θπζηθό αέξην, ηειεπηθνηλσληαθέο γξακκέο θ.α.) (ζρήκα 5.24). Σν θξέαξ απηό είλαη ζπλήζσο 1-1,5m βάζνπο. ρήκα Γεψηξεζε ππφ θιίζε ρήκα Φξέαξ ζε αζηηθή πεξηνρή γηα ηε δηελέξγεηα δεηγκαηνιεπηηθήο γεψηξεζεο θαη ηνλ έιεγρν πηζαλψλ δηθηχσλ θνηλήο σθειείαο Πξνδηαγξαθέο Γεηγκαηνιεπηηθώλ Γεσηξήζεσλ Οη εξγαζίεο πνπ αθνξνχλ ηηο δεηγκαηνιεπηηθέο γεσηξήζεηο κπνξνχλ λα εθηειεζηνχλ ζχκθσλα κε ηηο πξνδηαγξαθέο πνπ παξνπζηάδνληαη ζην Παξάξηεκα

117 5.1.8 Κόζηνο Γεηγκαηνιεπηηθώλ Γεσηξήζεσλ Σν θφζηνο κία δεηγκαηνιεπηηθήο γεψηξεζεο δίλεηαη αλά κήθνο γεψηξεζεο. Σν θφζηνο απηφ εμαξηάηαη απφ ηελ εγθαηάζηαζε ηνπ γεσηξεηηθνχ εμνπιηζκνχ, δειαδή ηελ κεηαθνξά, δηάλνημε δξφκνπ πξνζπέιαζεο, δηακφξθσζε ρψξνπ εξγαζίαο αιιά θαη απφ κεηαβιεηά έμνδα φπσο ν ρξφλνο εξγαζίαο, ε ζθιεξφηεηα ηνπ γεσπιηθνχ, ηα γεσκεηξηθά ραξαθηεξηζηηθά ηεο γεψηξεζεο, ηα αλαιψζηκα πιηθά θ.α. Σφ θφζηνο απηφ θπκαίλεηαη γεληθά απφ / κήθνο (ηηκέο 2010). Η ηηκή απηή δηαθνξνπνηείηαη αλάινγα κε ηελ εθηέιεζε επηηφπνπ ή θαη εξγαζηεξηαθψλ δνθηκψλ. 5.2 Δμέηαζε θαη πεξηγξαθή βξαρσδψλ θαη εδαθηθψλ δεηγκάησλ γεσηξήζεσλ γηα γεσηερληθνχο ζθνπνχο Η εμέηαζε θαη πεξηγξαθή ησλ βξαρσδψλ δεηγκάησλ (ππξήλσλ) ησλ γεσηξήζεσλ πνπ εθηεινχληαη γηα γεσηερληθνχο ζθνπνχο πξέπεη λα γίλεηαη κε ζρνιαζηηθφηεηα θαη αθξίβεηα ψζηε λα πξνθχπηνπλ ηα απαξαίηεηα ζηνηρεία γηα ηηο γεσινγηθέο θαη γεσηερληθέο ζπλζήθεο πνπ επηθξαηνχλ ζηελ πεξηνρή θαηαζθεπήο θάζε ηερληθνχ έξγνπ ζηα πιαίζηα κειέηεο ηνπ νπνίνπ γίλεηαη ε γεσηξεηηθή έξεπλα. H εμέηαζε ησλ ππξήλσλ γίλεηαη κέζα ζε θηβψηηα ζηα νπνία ηνπνζεηνχληαη φια ηα δείγκαηα κεηά ηελ εμαγσγή ηνπο απφ ηελ θαξνηαξία ηνπ γεσηξππάλνπ θαη αθνχ έρνπλ ηαμηλνκεζεί θαηά γεψηξεζε θαη βάζνο. Γηα ηελ πεξηγξαθή ησλ ππξήλσλ, απαξαίηεηεο είλαη νη πιεξνθνξίεο πνπ πξνθχπηνπλ: α) απφ ηελ εθηέιεζε ηεο γεψηξεζεο, νη νπνίεο αλαθέξνληαη ζην δειηίν πνπ ζπληάζζεη ν γεσιφγνο ηνπ γεσηξππάλνπ β) απφ ηελ ιεπηνκεξή εμέηαζε θαη ηελ εθηέιεζε δνθηκψλ ησλ ππξήλσλ ηεο γεψηξεζεο, πνπ γίλεηαη επηηφπνπ θαη ζην εξγαζηήξην. 107

118 5.2.1 Πιεξνθνξίεο πνπ πξνθύπηνπλ από ην εκεξήζην δειηίν γεώηξεζεο Οη πιεξνθνξίεο πνπ αλαγξάθνληαη ζπλήζσο ζην εκεξήζην δειηίν ηνπ γεσιφγνπ ηνπ γεσηξππάλνπ είλαη: Ο αξηζκφο ηεο γεσηξήζεσο (Γ1, Α2, 3, θ.ι.π.) Η θιίζε ηεο γεσηξήζεσο (νξηδφληηα, θαηαθφξπθε, 45 ν θιίζε, θ.ι.π.) Ο ηχπνο ηνπ γεσηξχπαλνπ, ηεο θαξνηαξίαο θαη ηνπ θνπηηθνχ, πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη θαηά ηε δηάηξεζε θαη πξνρψξεζε ηεο γεψηξεζεο Ο θνξέαο πνπ εθηειεί ηελ γεψηξεζε Γηάθνξεο ηερληθέο πιεξνθνξίεο θαηά ηελ πξνρψξεζε ηεο γεψηξεζεο. Οη ηερληθέο πιεξνθνξίεο πνπ αλαγξάθνληαη απφ ηνλ γεσιφγν θαηά ηελ δηάηξεζε είλαη: o Σν βάζνο ηεο γεψηξεζεο ζηελ αξρή θαη ην ηέινο ηεο εκεξήζηαο βάξδηαο o Σν βάζνο ηεο αξρήο θαη ηνπ ηέινπο θάζε δεηγκαηνιεςίαο (ππξελνιεςίαο). o Σν βάζνο ηεο ζσιήλσζεο ηεο γεψηξεζεο, φπνπ απαηηείηαη o Οη ηπρφλ απψιεηεο ηνπ λεξνχ κέζα ζηελ γεψηξεζε o Η ζηάζκε ηνπ λεξνχ, φπσο κεηξηέηαη κέζα ζηελ γεψηξεζε ζηελ αξρή θαη ζην ηέινο ηεο εκεξήζηαο βάξδηαο o Μηα απιή πξψηε (φρη ζπζηεκαηηθή) πεξηγξαθή ησλ δεηγκάησλ ηεο γεψηξεζεο o Σα απνηειέζκαηα ησλ επί ηφπνπ δνθηκψλ (δνθηκή θξνπζηηθήο δηείζδεζεο TERZAGHI, δνθηκή εηζπίεζεο λεξνχ θ.η.ι.) o Η ηνπνζέηεζε πηεδνκέηξσλ θαη ν ηξφπνο ηνπνζέηεζεο (κήθνο θαη βάζνο δηάηξεηνπ θαη «ηπθινχ» ηκήκαηνο, ηχπνο θίιηξνπ θαη αδηαπέξαηνπ πιηθνχ). o Η αλαθνξά γηα ηπρφλ βιάβεο θαη απψιεηεο 108

119 Σν πξνζσπηθό πνπ αζρνιείηαη κε ηηο γεσηξεηηθέο εξγαζίεο πξέπεη λα είλαη έκπεηξν θαη πνιύ θαιά εθπαηδεπκέλν, όρη κόλν γηα λα εθηειεί ζσζηά ηηο απαξαίηεηεο εξγαζίεο, αιιά θαη γηα λα εθηηκά ηελ αμία θάζε πιεξνθνξίαο θαη λα αλαγξάθεη κε πξνζνρή θαη αθξίβεηα όιεο ηηο απαξαίηεηεο πιεξνθνξίεο. ρήκα Ηκεξήζην Γειηίν Γεψηξεζεο Σερληθνγεσινγηθή πεξηγξαθή ππξήλσλ γεώηξεζεο Η ηερληθνγεσινγηθή πεξηγξαθή αλαθέξεηαη ζε «ηερληθνγεσινγηθά ζηξψκαηα», δειαδή ζε γεσινγηθέο γεσηερληθέο ελφηεηεο-δψλεο κε πεξίπνπ νκνηφκνξθα, ζηελ καθξνζθνπηθή θιίκαθα, γεσινγηθά θαη γεσηερληθά ραξαθηεξηζηηθά. Η πεξηγξαθή πξαγκαηνπνηείηαη ηφζν άκεζα θαηά ηε δεηγκαηνιεςία αιιά θαη θαηά ηε ζχληαμε ηνπ ηειηθνχ κεηξψνπ φπνπ νξηζηηθνπνηνχληαη ηα ραξαθηεξηζηηθά (θαηά ηελ ππνβνιή ηεο κειέηεο). 109

120 Ι. Σερληθνγεσινγηθή Πεξηγξαθή Βξάρσλ-Βξαρόκαδαο Γηα ηνπο βξάρνπο, ζην πεδίν πεξηγξαθήο ζηξψκαηνο (Ηκεξήζην Γειηίν Γεψηξεζεο, Μεηξψν Γεψηξεζεο) θαηαγξάθνληαη θαηά ζεηξά ηα αθφινπζα ζηνηρεία: i. Γεσινγηθή πεξηγξαθή ii. Αληνρή iii. Γνκή iv. Υξψκα v. Καηάζηαζε απνζάζξσζεο vi. Αζπλέρεηεο vii. Βαζκφο ππξελνιεςίαο, δείθηεο πνηφηεηαο ηνπ πεηξψκαηνο (RQD), viii. Γεσηερληθή ηαμηλφκεζε ηεο βξαρφκαδαο κε ηα ζπζηήκαηα GSI, RMR, Q θιπ. ix. Μέηξεζε ζηάζκεο ππνγείσλ πδάησλ θαηά ηε δηάηξεζε Παξάδεηγκα: Μεηξίσο αζζελείο έσο κεηξίσο ηζρπξέο, ιεπηνζηξσκαηψδεηο, ηεθξφθαηνπ ρξψκαηνο, ελαιιαγέο ιεπηφθνθθνπ ΜΔΣΑΦΑΜΜΙΣΗ-ΜΔΣΑΨΛΤΟΛΙΘΟΤ (ΑΘΗΝΑΨΚΟ ΥΙΣΟΛΙΘΟ - ΑΝΧΣΔΡΗ ΔΝΟΣΗΣΑ). ρεκαηηζκφο κεηξίσο απνζαζξσκέλνο, αζπλέρεηεο κε αζβεζηηηηθφ πιηθφ πιήξσζεο. Ο ζρεκαηηζκφο εκθαλίδεηαη ηεθηνληθά θαηαπνλεκέλνο θαη κε κέηξην θεξκαηηζκφ. i. Γεσινγηθή πεξηγξαθή. Η γεσινγηθή πεξηγξαθή ησλ δεηγκάησλ ησλ γεσηξήζεσλ πεξηιακβάλεη ηνλ ιεπηνκεξή ιηζνινγηθφ ραξαθηεξηζκφ ηνπο, πνπ ζπλήζσο γίλεηαη κε καθξνζθνπηθή εμέηαζε ή πνιχ ζπάληα κεηά απφ πεηξνγξαθηθή εμέηαζε ιεπηψλ ηνκψλ ζην κηθξνζθφπην, ζηηο πεξηπηψζεηο φπνπ ε πνιππινθφηεηα ηεο γεσινγηθήο δνκήο ηεο πεξηνρήο έξεπλαο ην απαηηήζεη. 110

121 Γηα ηε γεσινγηθή πεξηγξαθή πξέπεη λα αλαθέξνληαη εθηφο ηεο πεηξνγξαθηθήο θαηάηαμεο ηνπ πεηξψκαηνο, (αζβεζηφιηζνο, γξαλίηεο, γλεχζηνο, ςακκίηεο, θηι) ην ρξψκα, ην κέγεζνο ησλ θφθθσλ θαζψο θαη νη αζπλέρεηεο πνπ δηαρσξίδνπλ ηε βξαρφκαδά ηνπ. Σα πνηνηηθά γεσινγηθά ζηνηρεία πνπ απνηππψλνληαη πξέπεη λα απνζθνπνχλ ζηνλ πξνζδηνξηζκφ ηδηνηήησλ αιιά θπξίσο ζηελ πνηφηεηα θαη ζηελ πηζαλή ζπκπεξηθνξά ηνπ γεσπιηθνχ ζην ηερληθφ έξγν γηα ην νπνίν εθηειείηαη ε γεψηξεζε. ii. Αληνρή ηνπ πεηξώκαηνο Καηά ηελ εμέηαζε ησλ ππξήλσλ ηεο γεσηξήζεσο είλαη απαξαίηεην λα γίλεη κηα πξψηε εθηίκεζε ηεο αληνρήο ζε αλεκπφδηζηε (κνλναμνληθή) ζιίςε ησλ πεηξσκάησλ πνπ έρνπλ δηαηξεζεί, πξηλ ηελ ιεπηνκεξή δνθηκαζία ηνπο ζην εξγαζηήξην. Γηα ην ζθνπφ απηφ ρξεζηκνπνηνχληαη απιέο κέζνδνη φπσο ε ρξήζε γεσινγηθνχ ζθπξηνχ, ζθπξηνχ SCHMIDT ηχπνπ L θαη ηεο ζπζθεπήο ζεκεηαθήο θνξηίζεσο. Υξήζε ηνπ γεσινγηθνχ ζθπξηνχ. Με ηε ρξήζε ηνπ γεσινγηθνχ ζθπξηνχ είλαη δπλαηή ε θαηάηαμε ησλ πεηξσκάησλ κε βάζε ηελ αληνρή ηνπο ζε αλεκπφδηζηε ζιίςε φπσο πξνζδηνξίδεηαη απφ ηνλ πίλαθα 5.1. Υξήζε ζθπξηνχ SCHMIDT ηχπνπ L Με ηε ρξήζε ηνπ ζθπξηνχ SCHMIDT ηχπνπ L θαζνξίδεηαη ε ζθιεξφηεηα ηνπ πεηξψκαηνο θαη έκκεζα ε αληνρή ηνπ ζε αλεκπφδηζηε ζιίςε. Η επηθάλεηα ησλ ππξήλσλ πξέπεη λα είλαη θαζαξή γηα ηε δνθηκή θαη ζε θάζε ππξήλα λα γίλνληαη ηνπιάρηζηνλ 10 δνθηκέο, απφ ηηο νπνίεο νη κηζέο πνπ δίλνπλ ηηο πςειφηεξεο ηηκέο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο κέζεο ζθιεξφηεηαο. Η κέζε ζθιεξφηεηα ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ ππθλφηεηα γ ηνπ πεηξψκαηνο δίλεη ηελ αληνρή ηνπ ζε αλεκπφδηζηε ζιίςε. Η δνθηκή απηή είλαη αμηφπηζηε γηα πεηξψκαηα πνπ ε αληνρή ηνπο είλαη κεγαιχηεξε ησλ 20 MΡa. 111

122 Πίλαθαο 5.1. Καηάηαμε αληνρήο ζε αλεκπφδηζηε ζιίςε ησλ πεηξσκάησλ Όξνο (GR) Όξνο (EN) Δθηίκεζε πεδίνπ Πνιχ αζζελέο Αζζελέο Μεηξίσο Αζζελέο Μεηξίσο Ιζρπξφ Ιζρπξφ Πνιχ Ιζρπξφ Δμαηξεηηθά Ιζρπξφ Very weak Weak Moderately weak Moderately strong Strong Very strong Extremely strong Σεκάρην κεγέζνπο ραιηθηνχ ζπλζιίβεηαη κεηαμχ αληίρεηξα θαη δαθηχινπ Σεκάρην κεγέζνπο ραιηθηνχ ζπάεη ζηε κέζε κε ηζρπξή πίεζε ρεξηνχ Μφλν ιεπηέο πιάθεο, γσλίεο, άθξεο κπνξνχλ λα ζπάζνπλ κε ηζρπξή πίεζε ρεξηνχ Κξαηεκέλν ζην ρέξη ζπάεη κε θηππήκαηα κε γεσινγηθφ ζθπξί Σνπνζεηεκέλν ζε ζπκπαγή επηθάλεηα ζπάεη κε θηππήκαηα κε γεσινγηθφ ζθπξί Απνθινηψλεηαη κε δπλαηά θηππήκαηα κε γεσινγηθφ ζθπξί Ηρεί κε δπλαηά θηππήκαηα κε γεσινγηθφ ζθπξί. πάεη κφλν κε βαξηνπνχια Αληνρή ζε ζιίςε (MPa) <1,25 1, ,5 12, >200 Γνθηκή ζεκεηαθήο θνξηίζεσο (Point load test). Μηα απιή κέζνδνο γηα ηνλ έκκεζν ππνινγηζκφ ηεο αληνρήο ζε αλεκπφδηζηε ζιίςε είλαη απηή ηεο ζεκεηαθήο θνξηίζεσο κε ηε ρξήζε ηεο νκψλπκεο ζπζθεπήο. Αλαιπηηθφηεξα ζηνηρεία γηα ηηο δνθηκέο απηέο κπνξνχλ λα αληιεζνχλ απφ αλάινγα δνθίκηα ή ζεκεηψζεηο Σερληθήο Γεσινγίαο. iii. Γνκή ηνπ πεηξώκαηνο Η δνκή ηνπ πεηξψκαηνο εμαξηάηαη απφ ηελ γεσκεηξία θαη ηε ζρέζε κεηαμχ ησλ θφθθσλ ή ησλ θξπζηάιισλ πνπ ζπληζηνχλ ην πέηξσκα. Γηα ηα ηδεκαηνγελή πεηξψκαηα: εμεηάδνληαη ην ζρήκα, ην κέγεζνο θαη ε δηάηαμε ησλ θφθθσλ (αδξφθνθθνο, κεζφθνθθνο, ιεπηφθνθθνο). Γίλνληαη επίζεο πξνζδηνξηζκνί φπσο: ιεπην-ζηξσκαηψδεο, άζηξσηνο θ.ι.π. 112

123 Γηα ηα εθξεμηγελή: εμεηάδνληαη ν βαζκφο θξπζηαιιψζεσο, ην κέγεζνο θαη ε θνθθψδεο θαηαλνκή ησλ νξπθηνινγηθψλ ζπζηαηηθψλ, θαη δηαθξίλνληαη ζε νινθξπζηαιιηθά, εκηθξπζηαιιηθά θαη πειψδε. Σα κεηακνξθσκέλα πεηξψκαηα: παξνπζηάδνπλ είηε θξπζηαιιηθφηεηα θαη γεληθά ζπκπαγή δνκή, φπσο ηα κάξκαξα θαη νη ραιαδίηεο, είηε δσλψδε δνκή φπσο νη γλεχζηνη ή αθφκα ραξαθηεξηζηηθή θχιισζε ή ζρηζηφηεηα φπσο νη θπιιίηεο θαη νη καξκαξπγηαθνί ζρηζηφιηζνη. Η θιίκαθα ησλ επηζεηηθψλ πξνζδηνξηζκψλ ηεο απφζηαζεο ησλ δνκηθψλ ζηνηρείσλ δίλεηαη ζηνλ αθφινπζν πίλαθα: Πίλαθαο 5.2. Καηάηαμε δνκήο-ζηξσκάησζεο πεηξσκάησλ Μεηακνξθσκέλα -καγκαηηθά Όξνο Ιδεκαηνγελή (GR) (EN) (GR) (EN) Πνιχ παρηά πκπαγήο Very thick massive Πνιχ Παρπζηξσκαηψδεο - Άζηξσηνο Παρηά Thick Παρπζηξσκαηψδεο Μέζε Medium Μεζνζηξσκαηψδεο Λεπηή Thin Λεπηνζηξσκαηψδεο Πνιχ ιεπηή Παρηά θχιισζε Λεπηή θχιισζε Very thin Narrow Very narrow Πνιχ ιεπηνζηξσκαηψδεο Με παρηά ειαζκάησζε Με ιεπηή ειαζκάησζε Very thickly bedded - massive Thickly bedded Medium bedded Thinly bedded Very thinly bedded Thickly laminated Thinly laminated Πάρνο >2m 0.6m-2m 20cm-60cm 6cm-20cm 2cm-6cm 6mm-20mm <6mm iv. Υξώκα Καηαγξάθεηαη κφλν ζην πεδίν πεξηγξαθήο. Δπεηδή ζηελ εθινγή ηνπ ρξψκαηνο ππεηζέξρνληαη ππνθεηκεληθνί παξάγνληεο ζπλίζηαηαη ρξήζε ζρεηηθνχ πίλαθα (βιέπε παξάδεηγκα ρήκαηνο 5.22). Σν ρξψκα πνπ θαηαγξάθεηαη πξέπεη λα δίλεη ηελ γεληθή εληχπσζε ηνπ ζηξψκαηνο. ηξψκαηα κε παξαπάλσ απφ έλα δηαθξηηά ρξψκαηα κπνξεί λα πεξηγξάθνληαη απφ ηελ κίμε απηψλ, αιιά ηα ζηξψκαηα πνπ εκθαλίδνπλ 113

124 παξαπάλσ απφ ηξία ρξψκαηα ζα πεξηγξάθνληαη ζαλ πνιπρξσκαηηθά. Οη κεηαβνιέο ησλ ρξσκάησλ, γηα παξάδεηγκα ιφγσ νμείδσζεο ή δηαπνηηζκψλ, ζα θαηαγξάθνληαη. Πην ζεκαληηθφ ξφιν παίδεη ε ζπκβαηφηεηα ησλ ρξσκάησλ (π.ρ. γηα ην ίδην ζηξψκα) παξά ε απφιπηε αθξίβεηα ηεο πεξηγξαθήο. v. Βαζκόο απνζάζξσζεο. Σα βξαρψδε δείγκαηα ησλ γεσηξήζεσλ θαζψο θαη νη επηθάλεηεο αζπλερείαο ηνπ παξνπζηάδνληαη γεληθά κε δηαθνξεηηθφ βαζκφ απνζαζξψζεσο αλάινγα κε ην βάζνο ηεο γεψηξεζεο. πλήζσο ην πέηξσκα παξνπζηάδεη επηθαλεηαθά πην έληνλε απνζάζξσζε θαη κεγαιχηεξε ζπρλφηεηα αζπλερεηψλ ζπλήζσο αλνηθηψλ βαζκηαία ζε κεγαιχηεξα βάζε κεηαπίπηεη ζε πγηέο, ελψ νη αζπλέρεηεο γίλνληαη πην θιεηζηέο. Ο βαζκφο απνζαζξψζεσο ηνπ πεηξψκαηνο εμαξηάηαη απφ ηε δνκή θαη ηελ νξπθηνινγηθή ζχζηαζή ηνπ, απφ ην πνξψδεο θαη ηελ θαηαλνκή θαη έθηαζε ησλ αζπλερεηψλ πνπ ην δηαηέκλνπλ. Πεξηγξαθέο απνζάζξσζεο γηα ην βξαρψδεο πιηθφ δίλνληαη απφ ηελ ISRM (International Society of Rock Mechanics) ( Πίλαθαο 5.3). Η κεραληθή απνζάζξσζε έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ δηάλνημε ησλ αζπλερεηψλ, ηνλ ζρεκαηηζκφ λέσλ θαζψο θαη ηελ δηάλνημε ησλ επηθαλεηψλ επαθήο ησλ θφθθσλ θαη ηελ ζξαχζε ηνπο. Σα νξπθηά πνπ ζπκκεηέρνπλ ζηε δνκή ηνπ πθίζηαληαη δηαθνξεηηθή ρεκηθή απνζάζξσζε θάησ απφ ηηο ίδηεο ζπλζήθεο. πγθεθξηκέλα ν ραιαδίαο είλαη ζηαζεξφο ζηηο δηεξγαζίεο απνζάζξσζεο ελψ ν νιηβίλεο θαη νη άζηξηνη είλαη αζηαζείο θαη κεηαηξέπνληαη ζε αξγηιηθά ζπζζσκαηψκαηα. Σα νξπθηά πνπ πεξηέρνπλ καγλήζην, αζβέζηην θαη ζίδεξν απνζαζξψλνληαη επθνιφηεξα. Ο ζίδεξνο παξακέλεη ζην πέηξσκα κεηά απφ ελπδάησζε θαη νμείδσζε θαη απνρξσκαηίδεη ηε κάδα ηνπ θαη ηηο επηθάλεηεο αζπλέρεηαο ελψ ην καγλήζην, ην αζβέζηην θαη ηα αιθάιηα δηαιχνληαη θαη απνκαθξχλνληαη ζαλ πεξηζζφηεξν επθίλεηα. 114

125 Πίλαθαο 5.3. Πεξηγξαθέο απνζάζξσζεο ηνπ πιηθνχ (Anonymous, 1981). Καηεγνξία άξξεθηνπ πεηξώκαηνο Τγηέο Απνρξσκαηηζκέλν Δμαιινησκέλν Απνδηνξγαλσκέλν Πεξηγξαθή Υσξίο ίρλε απνζάζξσζεο ηνπ πιηθνχ Σν ρξψκα ηεο πξσηνγελήο πγηήο βξαρφκαδαο έρεη αιιάμεη. Ο βαζκφο ηεο αιιαγήο απφ ην πξσηνγελέο ρξψκα ζα πξέπεη λα ππνδεηθλχεηαη. Δάλ ε αιιαγή ηνπ ρξψκαηνο είλαη πεξηνξηζκέλε ζε ζπγθεθξηκέλα νξπθηά απηφ ζα πξέπεη λα αλαθέξεηαη Πιήξσο απνζαζξσκέλν πιηθφ πνπ κπνξεί λα ραξαθηεξηζηεί σο έδαθνο, ε πξσηνγελήο δνκή ηεο αθφκε δηαηεξείηαη αιιά κεξηθά ή φια ηα νξπθηά έρνπλ εμαιινησζεί Πιήξσο απνζαζξσκέλε πιηθφ πνπ κπνξεί λα ραξαθηεξηζηεί σο έδαθνο, κε ηελ πξσηνγελή δνκή ηεο λα δηαηεξείηαη αθφκε. Η βξαρφκαδα είλαη ςαζπξή αιιά ηα νξπθηά δελ είλαη εμαιινησκέλα vi. Αζπλέρεηεο ηνπ πεηξώκαηνο Καηά ηελ εμέηαζε ησλ ππξήλσλ ηεο γεσηξήζεσο θαηαγξάθνληαη ηα ζηνηρεία πνπ έρνπλ ζρέζε κε ηελ θιίζε ησλ αζπλερεηψλ σο πξνο ηνλ άμνλα ηεο γεψηξεζεο, ηελ ζπρλφηεηά ηνπο, ηελ απνζάζξσζε θαη ηελ ηξαρχηεηα ησλ επηθαλεηψλ ηνπο θαζψο θαη ηνλ ηχπν απηψλ ησλ αζπλερεηψλ (ζηξψζε, ζρηζηφηεηα, θχιισζε, θ.ι.π.). vii. Βαζκόο Ππξελνιεςίαο θαη δείθηεο πνηόηεηαο ηνπ πεηξώκαηνο(rqd) Η βαζκνλφκεζε απηή ηεο ππξελνιεςίαο (θπξίσο ηνπ δείθηε πνηφηεηαο RQD) απνηειεί απφ ηηο βαζηθφηεξεο πξψηεο θαη αδξέο πιεξνθνξίεο γηα ηελ πνηφηεηα ηνπ γεσπιηθνχ αιιά θαη ηεο δεηγκαηνιεςίαο γεληθφηεξα (ηεο εξγαζίαο ηνπ γεσηξππαληζηή). Καηά ηε δηάηξεζε ηνπ πεηξψκαηνο, ην πιηθφ πνπ πεξλάεη κέζα ζηνλ δεηγκαηνιήπηε ρσξίδεηαη ζε: α) Ππξήλεο κήθνπο κεγαιχηεξνπ ησλ 10 cm 115

126 β) Ππξήλεο κήθνπο κηθξφηεξνπ ησλ 10 cm γ) Θξαχζκαηα ηνπ πεηξψκαηνο δ) Τιηθφ πνπ έρεη ραζεί απφ ηελ πξνεγνχκελε δεηγκαηνιεςία θαηά ηελ αλάζπξζε ηνπ δεηγκαηνιήπηε ιφγσ δηάβξσζεο θαη απνκάθξπλζεο ηνπ καιαθνχ θαη εχζξππηνπ πιηθνχ κε ηελ θπθινθνξία ηνπ λεξνχ ηεο γεψηξεζεο. Οιηθή ππξελνιεςία (TCR-Total Core Recovery) Καιείηαη ην ζπλνιηθφ κήθνο ησλ θαηεγνξηψλ α, β θαη γ θαη εθθξάδεηαη ζε εθαηνζηηαία αλαινγία ηνπ κήθνπο ηεο δεηγκαηνιεςίαο. Θα πξέπεη λα ζεκεησζεί φηη ζηελ πεξίπησζε πνπ ηα ζξαχζκαηα ηνπ πεηξψκαηνο απνηεινχλ κεγάιν πνζνζηφ ηεο ππξελνιεςίαο, πιεζηάδεηαη ην έλα δίπια ζην άιιν ψζηε λα ζρεκαηίζνπλ ηζνδχλακε δηάκεηξν ππξήλα θαη κεηξηέηαη ην νιηθφ κήθνο ηνπο. ηεξεή ππξελνιεςία (SCR-Solid Core Recovery) Καιείηαη ην ζπλνιηθφ κήθνο ησλ θαηεγνξηψλ α θαη β θαη εθθξάδεηαη ζε εθαηνζηηαία αλαινγία ηνπ κήθνπο ηεο δεηγκαηνιεςίαο. ηελ πεξίπησζε πνπ δελ ππάξρνπλ ζξαχζκαηα ηνπ πεηξψκαηνο ε νιηθή θαη ζηεξεή ππξελνιεςία ζπκπίπηνπλ. Γείθηεο πνηόηεηαο ηνπ πεηξώκαηνο (RQD - Rock Quality Designation). Γηα ηνλ θαζνξηζκφ ηεο πνηφηεηαο ηνπ πεηξψκαηνο ρξεζηκνπνηείηαη επξχηαηα ν δείθηεο πνηφηεηαο ηνπ πεηξψκαηνο (RQD) πνπ είλαη κηα ηξνπνπνηεκέλε κέηξεζε ππξελνιεςίαο θαη πξνηάζεθε απφ ηνλ Deere (1963). Καηά ηελ κέζνδν απηή φινη νη ππξήλεο κήθνπο κεγαιχηεξνπ ησλ 10cm αζξνίδνληαη θαη ην ζπλνιηθφ ηνπο κήθνο εθθξάδεηαη ζαλ εθαηνζηηαία αλαινγία ηνπ κήθνπο ηεο ππξελνιεςίαο Σν κέηξεκα ηνπ κήθνπο θάζε ππξήλα ζα πξέπεη λα γίλεηαη θαηά κήθνο ηνπ άμνλά ηνπ ψζηε λα κεηξηάδεηαη ε επίπησζε πάλσ ζην RQD ησλ αζπλερεηψλ πνπ είλαη ζρεδφλ παξάιιειεο πξνο ηνλ άμνλα ηεο γεψηξεζεο (ρ.5.26). Σα 116

127 αλσηέξσ δίδνληαη ζρεκαηηθά ζην ζρήκα 5.26 ελψ έλα αλαιπηηθφ παξάδεηγκα παξνπζηάδεηαη ζην ζρήκα ρήκα ρεκαηηθή απεηθφληζε νξηζκνί ησλ RQD, TCR θαη SCR. ρήκα Παξάδεηγκα ππνινγηζκνχ RQD, TCR θαη SCR. Θα πξέπεη λα ηνληζζεί φηη ηα ζπαζίκαηα ησλ ππξήλσλ πνπ νθείινληαη είηε ζηελ δηάηξεζε είηε ζηελ απξφζεθηε κεηαθνξά θαη θαθή ζπληήξεζε δελ πξέπεη λα ιακβάλνληαη ππφςε γηαηί έηζη γίλεηαη θαθή εθηίκεζε ηεο πνηφηεηαο ηνπ πεηξψκαηνο. 117

128 Δπίζεο ζηα ιεπηνζηξσκαηψδε πεηξψκαηα ή ζ απηά πνπ παξνπζηάδνπλ θπιιψδε δνκή ή ζρηζηφηεηα πνιχ θαιά αλαπηπγκέλε, ππάξρεη πάληνηε ε δπζθνιία δηαθξίζεσο κεηαμχ ησλ θπζηθψλ αζπλερεηψλ θαη ησλ ηερλεηψλ πνπ πξνέθπςαλ θαηά ηε δηάηξεζε ή ηελ κεηαθνξά θαη κάιηζηα φηαλ νη αζπλέρεηεο απηέο είλαη ηνπ ίδηνπ πξνζαλαηνιηζκνχ. ε απηή ηελ πεξίπησζε δελ ζπληζηάηαη ε εθαξκνγή. Οη θπζηθέο αζπλέρεηεο γηα ηελ βαζκνλφκεζε είλαη δπλαηφλ λα δηαθξηζνχλ: ιφγσ ηεο απνζαζξψζεσο πνπ παξνπζηάδνπλ νη παξεηέο ηνπο, ησλ πιηθψλ πιεξψζεσο πνπ θέξνπλ (ηάιθεο, γχςνο, ρισξίηεο, αζβεζηίηεο, άξγηινο) ή ησλ θαηλνκέλσλ νιηζζήζεσο θαη ηξηβήο πνπ πηζαλφλ λα παξνπζηάδνπλ (ιείεο επηθάλεηεο, γξακκψζεηο, αλάπηπμε πξνζαλαηνιηζκέλσλ νξπθηψλ αζβεζηίηνπ ή ραιαδία). ηελ πεξίπησζε πνπ ε δηάθξηζε απηή κεηαμχ θπζηθψλ θαη ηερλεηψλ αζπλερεηψλ ηνπ πεηξψκαηνο είλαη ακθίβνιε, ππνζέηνπκε γηα ιφγνπο αζθαιείαο φηη νη αζπλέρεηεο απηέο είλαη θπζηθέο θαη ηηο ιακβάλνπκε ππφςε θαηά ηελ αλάιπζε ησλ ππξήλσλ γηα ηνλ θαζνξηζκφ ηεο πνηφηεηαο ηνπ πεηξψκαηνο. Έλα άιιν θαηλφκελν πνπ παξνπζηάδεηαη ζε κεξηθνχο ζρηζηνιίζνπο, ηιπνιίζνπο θαη ηιπψδεηο κάξγεο είλαη ην θαηλφκελν ηεο «απηνθαηαζηξνθήο» ησλ ππξήλσλ κε ηελ παξέιεπζε ηνπ ρξφλνπ ιφγσ ηεο ζρηζηνπνίεζή ηνπο (slaking). ηελ πεξίπησζε απηή πγηείο ππξήλεο ησλ παξαπάλσ πεηξσκάησλ απνρσξίδνληαη ζε ιεπηνχο δίζθνπο θαη ζηε ζπλέρεηα ζε ζξαχζκαηα, ιφγσ ηεο ραιάξσζεο ησλ δεζκψλ δηαγελέζεψο ηνπο. Απηφ κπνξεί λα νθείιεηαη είηε ζηελ ραιάξσζε ησλ ηάζεσλ ηνπ πεηξψκαηνο είηε ζηελ κείσζε ηεο θπζηθήο ηνπ πγξαζίαο, είηε αθφκε ζηελ δηαβξνρή ηνπ απφ ην λεξφ ηεο γεσηξήζεσο. Η δηαδηθαζία απηή, ε νπνία επεξεάδεη θαη ηνπο ηιπψδεηο ςακκίηεο, κπνξεί λα νδεγήζεη ζε κία ζεκαληηθή παξεξκήλεπζε ησλ γεσηερληθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ησλ κνιαζζψλ, εάλ ηα δείγκαηα ησλ γεσηξήζεσλ δελ εμεηαζηνχλ ακέζσο. Οκνίσο, ε κνλναμνληθή ζιηπηηθή αληνρή ζα πξέπεη λα ειέγρεηαη φζν ην δπλαηφ ζπληνκφηεξα κεηά ηε δεηγκαηνιεςία θαη κάιηζηα κπνξνχκε λα δηαπηζηψλνπκε φηη ν έιεγρνο απηφο απνδίδεη αμηφπηζηα απνηειέζκαηα φηαλ δηελεξγείηαη 118

129 επηηφπνπ ακέζσο κεηά ηε ιήςε ησλ δεηγκάησλ. Σν γεγνλφο απηφ κπνξεί λα δηαπηζησζεί εάλ ζπγθξηζεί ε εκθάληζε ησλ ππξήλσλ δεηγκαηνιεπηηθήο γεψηξεζεο πνπ κφιηο έρεη δηαλνηρηεί φπσο ζην ρήκα 5.28 κε εθείλε ησλ ίδησλ ππξήλσλ κεηά απφ πεξίπνπ 6 κήλεο ζηελ απνζήθε φπνπ εθπιάζζνλην, φπσο ζην ρήκα ρήκα Δκθάληζε ησλ ππξήλσλ γεψηξεζεο κνιαζζηθνχ πεηξψκαηνο ακέζσο κεηά ηε δεηγκαηνιεςία. ρήκα Δκθάληζε ησλ ίδησλ ππξήλσλ πνπ εκθαλίδεηαη ζην ρήκα 5.28, αιιά κεηά απφ 6 κήλεο, ζηελ απνζήθε πνπ εθπιάζζνλην. Ο ςακκίηεο παξακέλεη αθέξαηνο αιιά νη ηιπφιηζνη εκθαλίδνπλ ζράζε αθνινπζνχκελε απφ θαηάξξεπζε (δηαζπνξά) ηνπ αξρηθνχ πιηθνχ ηιπνιηζηθνχ πεηξψκαηνο. viii. Γεσηερληθή Σαμηλόκεζε Βξαρόκαδαο 119

130 Γεσινγηθόο Γείθηεο Αληνρήο (Geological Strength Index) - GSI Ο δείθηεο GSI βαζίδεηαη ζηελ αμηνιφγεζε ηεο δνκήο ηεο βξαρφκαδαο θαη ηεο θαηάζηαζεο ηεο επηθάλεηαο ησλ αζπλερεηψλ ηεο. Ο δείθηεο GSI, ζπλδπάδνληαο ηηο δχν ζεκειηψδεηο παξακέηξνπο ηεο γεσινγηθήο δηαδηθαζίαο, δειαδή ηελ ηεκαρψδε δνκή ηεο κάδαο θαη ηηο ζπλζήθεο ησλ αζπλερεηψλ, ηεξεί ηνπο βαζηθνχο γεσινγηθνχο πεξηνξηζκνχο πνπ δηέπνπλ έλα ζρεκαηηζκφ θαη απνηειεί, θαηά ζπλέπεηα, έλα γεσινγηθά ζπλεπή δείθηε πνπ είλαη εχθνινο ζηελ εθαξκνγή ηνπ. Σν ζύζηεκα ηαμηλόκεζεο GSI βαζίδεηαη ζηα δύν παξαθάησ ραξαθηεξηζηηθά: ηε δνκή ηεο βξαρόκαδαο, ε νπνία ραξαθηεξίδεη ην βαζκό αιιειεκπινθήο ησλ βξαρσδώλ ηεκαρώλ ηε θαηάζηαζε ησλ επηθαλεηώλ ησλ αζπλερεηώλ, ε νπνία ραξαθηεξίδεη ην κέγεζνο ηεο δηαηκεηηθήο αληνρήο ηνπο Γηα ηελ εθαξκνγή ηνπ Γεσινγηθνχ Γείθηε Αληνρήο πξνηείλεηαη ε αθφινπζε βηβιηνγξαθία: Marinos V, Marinos P, Hoek E., The geological Strength index: applications and limitations. Bull. Eng. Geol. Environ., 64:55-65 Μαξίλνο Β., Μαξίλνο Π., Hoek E., Γεσινγηθφο Γείθηεο Αληνρήο GSI. Δθαξκνγή, ζπζηάζεηο, πεξηνξηζκνί θαη πεδία κεηαβνιψλ αλάινγα κε ηνλ ηχπν ηνπ πεηξψκαηνο. Γειηίν Διιεληθήο Γεσινγηθήο Δηαηξίαο XXXVI. Πξαθηηθά 10νπ Γηεζλνχο πλεδξίνπ, Θεζζαινλίθε 2004 Marinos P, Hoek E., GSI: a geologically friendly tool for rock mass strength estimation. In: Proceedings of the GeoEng2000 at the international conference on geotechnical and geological engineering, Melbourne, Technomic publishers, Lancaster, Δθαξκνγή ηνπ GSI ζε ππξήλεο γεσηξήζεσλ: Καηά ηελ ηερληθνγεσινγηθή πεξηγξαθή ππξήλσλ γεσηξήζεσλ ε ζεκεηαθή πιεξνθνξία ηεο γεψηξεζεο πξέπεη λα πξνεθβάιιεηαη ζηελ θιίκαθα ηνπ Έξγνπ ψζηε λα γίλεηαη νξζφηεξε αμηνιφγεζε ηεο ηηκήο ηνπ GSI ηεο βξαρφκαδαο. Γηα ηνλ ιφγν απηφ ζα πξέπεη λα γίλεηαη ζπλαμηνιφγεζε θαη γεηηνληθψλ γεσηξήζεσλ ψζηε λα θαηαλνείηαη ε 120

131 δνκή ηεο βξαρφκαδαο ζηελ θιίκαθα ηνπ Έξγνπ. Δπίζεο, ζα πξέπεη λα απνθεχγεηαη ε απφδνζε ηηκψλ GSI ζε ηκήκαηα ππξήλα κηθξφηεξα ηνπ ελφο κέηξνπ, αιιά λα πξνηηκάηαη ε εθαξκνγή ηνπ GSI ζε κήθε θαηά ην δπλαηφλ αληηπξνζσπεπηηθά ηνπ γεσπιηθνχ ζε θιίκαθα έξγνπ. Γεληθψο είλαη αζθαιέο λα απνδίδνληαη ηηκέο GSI ζε δηαθξηηά ζηξψκαηα φπσο απηά έρνπλ πεξηγξαθεί. εκεηψλεηαη φηη ην GSI απφ κφλν ηνπ απνηειεί θξηηήξην δηαρσξηζκνχ ζηξψκαηνο θαζψο δηαθνξεηηθέο ηηκέο GSI πξνθαλψο νθείινληαη ζε δηαθνξεηηθή δνκή ή θαηάζηαζε αζπλερεηψλ θαη ζπλεπψο ζε δηαθνξεηηθά κεραληθά ραξαθηεξηζηηθά. Δπνκέλσο ηα ζηξψκαηα ζηα νπνία δίλεηαη GSI ζα πξέπεη γεληθά λα ζπκπίπηνπλ κε ηα ζηξψκαηα πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηελ ηερληθνγεσινγηθή πεξηγξαθή. ρήκα Γεληθφ δηάγξακκα γηα ηηο εθηηκήζεηο ηνπ GSI απφ ηηο γεσινγηθέο παξαηεξήζεηο (Hoek and Marinos, 2000) 121

132 Βαζκνλόκεζε Βξαρόκαδαο (Rock Mass Rating) - RMR Σν ζχζηεκα βαζκνλφκεζεο βξαρφκαδαο RMR (Bieniawski) βαζίδεηαη ζηελ θαηαγξαθή θξίζηκσλ γεσινγηθψλ θαη γεσηερληθψλ παξακέηξσλ ηεο βξαρφκαδαο. Γηα ηελ εθαξκνγή ηνπ RMR πξνηείλεηαη ε αθφινπζε βηβιηνγξαθία: Bieniawski Z. T., 1989, Engineering Rock Mass Classifications, A Complete Manual for Engineers and Geologists in Mining, Civil and Petroleum Engineering, John Wiley & Sons, USA, ISBN : Αλαιπηηθφηεξα ζηνηρεία γηα ηηο δνθηκέο απηέο κπνξνχλ λα αληιεζνχλ απφ αλάινγα δνθίκηα ή ζεκεηψζεηο Σερληθήο Γεσινγίαο. ΙΙ. Σερληθνγεσινγηθή Πεξηγξαθή Δδαθώλ Γηα ηα εδάθε, ζην πεδίν πεξηγξαθήο ζηξψκαηνο (Ηκεξήζην Γειηίν Γεψηξεζεο, Μεηξψν Γεψηξεζεο) θαηαγξάθνληαη θαηά ζεηξά ηα αθφινπζα ζηνηρεία: i. Γεσινγηθή πεξηγξαθή ζηξψκαηνο. Γεπηεξεχνληα εδαθηθά ζπζηαηηθά (κε κηθξά), θχξην εδαθηθφ ζπζηαηηθφ (κε θεθαιαία) θαη ζχκβνιν νκάδαο (απφ θαηάηαμε USCS) π.ρ. ηιπψδεο ΑΜΜΟ κε ράιηθεο (SM) ii. Ππθλφηεηα / ζπλεθηηθφηεηα / αληνρή iii. Αζπλέρεηεο iv. ηξψζε v. Υξψκα vi. χζηαζε, ζρήκα θαη κέγεζνο θφθθσλ Παξάδεηγκα: ηαζεξή, θαζηαλνθφθθηλε, ακκψδεο ηζρλή ΑΡΓΙΛΟ κε ράιηθεο (CL), ραιίθηα αζβεζηφιηζνπ θαη κεηαςακκίηε, ππνγσληψδε, κέζα θαη ιεπηά (ΣΔΣΑΡΣΟΓΔΝΔ). Σνπηθά εκθαλίδνληαη αζβεζηηηηθά ζπγθξίκαηα θαη νμεηδψζεηο. 122

133 i. Γεσινγηθή πεξηγξαθή ζηξώκαηνο Καηά ηελ άκεζε πεξηγξαθή ηεο δεηγκαηνιεςίαο, δίλεηαη κία θαηά πξνζέγγηζε πεξηγξαθή ηνπ ζηξψκαηνο εδάθνπο, φπνπ γίλεηαη εθηίκεζε ηνπ θχξηνπ εδαθηθνχ ζπζηαηηθνχ (ράιηθεο, άκκνο, ηιχο θαη άξγηινο) θαη ηεο πιαζηηθφηεηαο ηνπ ιεπηνκεξνχο θιάζκαηνο. Γηα ηελ πην ιεπηνκεξή θαη νξηζηηθή πεξηγξαθή, ην ζηξψκα εδάθνπο θαηαηάζζεηαη ζχκθσλα κε ην πξφηππν ASTM D USCS (Δλνπνηεκέλν χζηεκα Καηάηαμεο Δδαθψλ). χκθσλα κε ην αλσηέξσ πξφηππν, ε θαηάηαμε ηνπ εδάθνπο πξνθχπηεη απφ ηνλ ζπλδπαζκφ ηεο θνθθνκεηξίαο ηνπ εδάθνπο [πνζνζηά (%) ησλ θπξίσλ ζπζηαηηθψλ (ράιηθεο, άκκνο, ηιχο θαη άξγηινο), θχξησζε (Cc) θαη νκνηνκνξθία (Cu) ηεο θνθθνκεηξηθήο θακπχιεο], ηελ πιαζηηθφηεηα ηνπ ιεπηνκεξνχο θιάζκαηνο [πςειή (LL 50) ή ρακειή (LL < 50)] θαη ηελ χπαξμε νξγαληθψλ. Έηζη ε θαηάηαμε ηνπ εδάθνπο πξνυπνζέηεη ηελ εθηέιεζε εξγαζηεξηαθψλ δνθηκψλ θνθθνκεηξηθήο αλάιπζεο αληηπξνζσπεπηηθνχ δείγκαηνο θαη πξνζδηνξηζκνχ ησλ νξίσλ Atterberg. ii. Ππθλόηεηα / πλεθηηθόηεηα - Αληνρή Η Ππθλφηεηα / πλεθηηθφηεηα - Αληνρή θαηαγξάθεηαη ζηελ αληίζηνηρε ζηήιε ηνπ Ηκεξήζηνπ Γειηίνπ θαη ηνπ Μεηξψνπ θαη αλαθέξεηαη ππνρξεσηηθά θαη ζην πεδίν πεξηγξαθήο. ηνπο πίλαθεο 5.4 θαη 5.5 δίλνληαη πξνζδηνξηζκνχ ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ αληνρήο. iii. Αζπλέρεηεο Πεξηγξάθνληαη ν ηχπνο ησλ αζπλερεηψλ σο εμήο: ξσγκή (fissure), επηθάλεηα δηάηκεζεο (shear plane) κε γξακκψζεηο νιίζζεζεο (slickensided shear planes), πξνθιεζείζα (induced) δηάξξεμε, ν πξνζαλαηνιηζκφο (orientation) - θιίζε ηεο αζπλέρεηαο θαη ε απφζηαζε αζπλερεηψλ. iv. ηξώζε 123

134 Η ζηξψζε πεξηγξάθεηαη ζχκθσλα κε ην πάρνο ηεο (βιέπε British Standards - BS5930). v. Υξώκα Σν ρξψκα ησλ εδαθηθψλ νξηδφλησλ πεξηγξάθεηαη κε ηα ίδηα πξφηππα ησλ βξάρσλ. πλεθηηθόηεηα -Αληνρή (ιεπηόθνθθα εδάθε) (GR) Πνιχ καιαθφ Μαιαθφ ηαζεξφ ηηθξφ Πνιχ ζηηθξφ θιεξφ Πίλαθαο 5.4. Καηάηαμε ζπλεθηηθφηεηαο θαη αληνρήο εδαθψλ πλεθηηθόηεηα -Αληνρή (ιεπηόθνθθα εδάθε) (EN) Very soft Soft Firm Stiff Very stiff Hard Μαθξνζθνπηθή εθηίκεζε Αληίρεηξαο εηζρσξεί εχθνια σο 25mm Αληίρεηξαο σο 10mm εηζρσξεί Δχθνιν απνηχπσκα κε αληίρεηξα Διαθξφ απνηχπσκαθνίισκα κε αληίρεηξα Απνηχπσκα-θνίισκα κε λχρη ηνπ αληίρεηξα Υάξαγκα κε λχρη ηνπ αληίρεηξα Αζηξάγγηζηε δηαηκεηηθή αληνρή Cu (kn/m 2 ) <20 < Μνλαμνληθή αληνρή qu (kn/m 2 ) >300 >600 Πίλαθαο 5.5. Ππθλφηεηα εδαθψλ κε βάζε ηε ηηκή SPT Ππθλόηεηα (αδξόθνθθα εδάθε) (GR) Ππθλόηεηα (αδξόθνθθα εδάθε) (EN) Πνιχ ραιαξφ Very loose 0-4 Υαιαξφ Loose 5-10 Σηκή SPT Μέηξηα ππθλφ Medium dense Ππθλφ Dense Πνιχ ππθλφ Very dense >50 Παξαηεξήζεηο: Η ππθλφηεηα πεξηγξάθεηαη κφλν ζηα θνθθψδε εδάθε (άκκνο, ράιηθεο) θαη πξνθχπηεη κφλν απφ ηελ ηηκή ηνπ SPT 124

135 Η ζπλεθηηθφηεηα - αληνρή πεξηγξάθεηαη κφλν ζηα ζπλεθηηθά εδάθε (άξγηινο, ηιχο), πξνθχπηεη απφ εξγαζηεξηαθέο δνθηκέο (αζηξάγγηζηε δηαηκεηηθή αληνρή ή κνλναμνληθή αληνρή) θαη εθηηκάηαη καθξνζθνπηθά. Σα φξηα ησλ ηηκψλ SPT ηνπ πίλαθα ππθλφηεηαο έρνπλ ηξνπνπνηεζεί κεξηθψο ζε ζρέζε κε ηνλ αληίζηνηρν πίλαθα ηνπ πξφηππνπ BS5930: vi. ύζηαζε, ζρήκα θαη κέγεζνο θόθθσλ Η ζχζηαζε πεξηγξάθεηαη γηα ηα ραιίθηα θαη ηελ άκκν. ηα ραιίθηα δίλεηαη ην πέηξσκα πξνέιεπζεο (αζβεζηηηηθνί, γλεπζηαθνί θιπ ράιηθεο) ελψ ζηελ άκκν (εθ φζνλ είλαη δπλαηφ) δίλνληαη ηα νξπθηά πξνέιεπζεο (ραιαδηαθή, κνζρνβηηηθή θιπ άκκνο). Σν ζρήκα ησλ θφθθσλ πεξηγξάθεηαη γηα ηνπο ράιηθεο. Υξεζηκνπνηνχληαη νη φξνη γσληψδεηο (angular), ππνγσληψδεηο (subangular), ππνζηξνγγπιεκέλνη (subrounded), ζηξνγγπιεκέλνη (rounded), επίπεδνη (flat ή tabular) θαη επηκήθεηο (elongated) Δπηηόπνπ δνθηκέο ζηελ νπή ηεο γεώηξεζεο Ο ζθνπφο ησλ επηηφπνπ δνθηκψλ εζηηάδεηαη ζηνλ ππνινγηζκφ ησλ κεραληθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπ ππεδάθνπο γηα ηελ θάιπςε ησλ απαηηήζεσλ ηνπ γεσηερληθνχ ζρεδηαζκνχ. Σν βαζηθφ πξνζφλ ησλ επηηφπνπ δνθηκψλ είλαη ε άκεζε ιήςε θαη ε ζπλερή απεηθφληζε ησλ πιεξνθνξηψλ ηνπ ππεδάθνπο φπνπ ε αδηαηάξαθηε δεηγκαηνιεςία είλαη αδχλαηε, ε εθηέιεζή ηνπο επηηφπνπ εμαζθαιίδεη ηελ «θπζηθή θαηάζηαζε» ηνπ εδάθνπο κε ηε ρξήζε εκπεηξηθψλ ζρέζεσλ είλαη δπλαηή ε άκεζε εθηίκεζε θπζηθψλ θαη κεραληθψλ παξακέηξσλ ηνπ εδάθνπο, αθφκα θαη ν ζρεδηαζκφο ζεκειηψζεσλ ηερληθψλ έξγσλ (π.ρ. έιεγρνο θαζηδήζεσλ) Γηα ηελ εθηέιεζε ησλ επηηφπνπ δνθηκψλ απαηηείηαη: i. Γλψζε δπλαηνηήησλ-πεξηνξηζκψλ ηεο θάζε δνθηκήο ii. Καηαλφεζε ησλ απνηειεζκάησλ ηεο δνθηκήο θαη ηνπ πεδίνπ εθαξκνγήο ηεο iii. Δπηινγή ηεο θαηάιιειεο δνθηκήο 125

136 Οη ζεκαληηθφηεξεο επηηφπνπ δνθηκέο πνπ εθηεινχληαη ζηα πιαίζηα ηεο γεσηερληθήο έξεπλαο γηα ηνλ ζρεδηαζκφ ησλ ηερληθψλ έξγσλ είλαη νη παξαθάησ: I. Πξόηππε Γνθηκή Γηείζδπζεο (SPT) II. Γνθηκή ηαηηθήο Πελεηξόκεηξεζεο (CPT) III. Γνθηκή Πξεζηνκέηξνπ (PMT) IV. Γνθηκή Cross-Hole V. Γνθηκέο Τδξνπεξαηόηεηαο Άιιεο ζπαληφηεξεο δνθηκέο είλαη νη δνθηκέο Πηεξπγίνπ (VST), Νηηιαηφκεηξνπ (DMT) θαη δηάηκεζεο. Οη επηηφπνπ δνθηκέο εθηεινχληαη ζχκθσλα κε ηε δηαδηθαζία EN κέξνο 3. ρήκα ρεκαηηθή απεηθφληζε επί ηφπνπ δνθηκψλ I. Καλνληθή Γνθηκή Γηείζδπζεο-Standard Penetration Test (SPT) Έλαο πξφηππνο δηαηξεηφο δεηγκαηνιήπηεο πξνσζείηαη θξνπζηηθά ζην έδαθνο κέζσ βάξνπο 63.5kg απφ χςνο 76cm κε επαλαιακβαλφκελεο θξνχζεηο (ρήκα 5.32). Μεηξάηαη ν αξηζκφο ησλ θξνχζεσλ πνπ 126

137 απαηηνχληαη γηα ηε δηείζδπζε ηνπ δεηγκαηνιήπηε θαηά 30cm ζηνλ ππφ εμέηαζε εδαθηθφ νξίδνληα. Οη θξνχζεηο πνπ απαηηνχληαη γηα ηε δηείζδπζε ησλ πξψησλ 15cm ζην ππφ εμέηαζε ζηξψκα δελ ιακβάλεηαη ππφςε θαζψο ζηελ βάζε ηεο γεψηξεζεο έρνπλ ζπγθεληξσζεί ππνινίκαηα ηεο δηάηξεζεο ή έρνπλ θαηαπέζεη εδαθηθνί πκέλεο απφ ηα ηνηρψκαηά ηεο. Καηά ηε δηάξθεηα εθηέιεζεο ηεο δνθηκήο ζεκεηψλεηαη ν αξηζκφο θξνχζεσλ γηα θάζε δηείζδπζε 15cm. Οξίδεηαη σο αξηζκφο (Ν) ην άζξνηζκα ησλ θξνχζεσλ γηα ηε δηείζδπζε ηνπ δηαηξεηνχ δεηγκαηνιήπηε θαηά 45cm, ρσξίο λα ιακβάλεηαη ππφςε ν αξηζκφο θξνχζεσλ ησλ πξψησλ 15cm (θαζψο ζεσξείηαη ε πεξηνρή απηή σο δψλε δηαηάξαμεο). Γηα παξάδεηγκα, αλ νη 3 αξηζκνί θξνχζεσλ γηα ηα 45cm κήθνπο δηείζδπζεο είλαη 7/11/14, ηφηε ν αξηζκφο (Ν) ζα είλαη: Ν=11+14=25. ρήκα ρεκαηηθή απεηθφληζε ηεο επί ηφπνπ δνθηκήο SPT (Αλαγλσζηφπνπινο θαη Αλδξένπ) Ο αξηζκφο (Ν SPT ) ζπζρεηίδεηαη κε ηε γσλία ηξηβήο (θ ν ), ηελ αλεκπφδηζηε ζιίςε θαη αζηξάγγηζηεο δηαηκεηηθήο αληνρήο εδαθψλ. Οη Terzaghi and Peck (1967) πξφηεηλαλ ζπζρέηηζε (Ν')-(θ 0 ), (αληίζηνηρν δηάγξακκα ππάξρεη θαη θαηά Carter and Bentley, 1991). Γηα ηηο παξαπάλσ ζπζρεηίζεηο, ππάξρνπλ πην αλαιπηηθέο πξνζεγγίζεηο αλάινγα θαη κε ηελ θχζε ηνπ πιηθνχ (Skempton, 1986). Παξαηεξήζεηο: 127

138 i) ε ακκνράιηθα ή άιια εδάθε κε ζεκαληηθφ πνζνζηφ ραιίθσλ θαη θξνθθαιψλ ε αληίζηαζε δηείζδπζεο ηεο αηρκήο κπνξεί λα είλαη ππεξβνιηθά πςειή (d>2-4cm) θαζψο δελ αληηζηέθεηαη ην έδαθνο σο ελληαίν ζχλνιν αιιά θάπνηνο ράιηθαο ή θξνθάια. Σα απνηειέζκαηα ηεο δνθηκήο ζηα εδάθε απηά έρνπλ κηθξή αμηνπηζηία θαη ζα πξέπεη λα ειέγρνληαη ζρνιαζηηθά. ii) ηελ πεξίπησζε ακκσδψλ ηιχσλ (πιηθά κε ηνπιάρηζηνλ 50% δηάκεηξν d<0.42mm) θαη ιεπηφθνθθσλ άκκσλ ππάξρεη δπλαηφηεηα αλάπηπμεο ππεξπίεζεο ζην λεξφ ησλ πφξσλ, εθ'φζνλ ε δνθηκή εθηειείηαη θάησ απφ ηε ζηάζκε ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ θαη νη εδαθηθνί θφθθνη έρνπλ ππθλή δνκή. ηελ πεξίπησζε απηή νη κεηξήζεηο ηνπ (Ν) έρνπλ πςειέο ηηκέο, δειαδή ππεξεθηηκάηαη ν αξηζκφο (Ν) θαη απαηηείηαη δηφξζσζε-κείσζή ηνπ ζε (N'w). ηα ζπγθεθξηκέλα εδάθε θαη γηα Ν>15, ρξεζηκνπνηνχκε ζηελ πξάμε ηε δηνξζσκέλε-κεησκέλε ηηκή (θαηά Terzaghi). II. Γνθηκή Γηείζδπζεο Κώλνπ (CPT) Σππνπνηεκέλνο θψλνο αηρκήο 10cm 2 πξνσζείηαη εληφο ηνπ εδάθνπο κε ζπλερή πδξαπιηθή πίεζε, κέζσ ιεπηψλ ζηειερψλ (ρήκα 5.33). ε καλφκεηξν θαηαγξάθνληαη θάζε 20cm νη αζθνχκελεο πηέζεηο (κεραληθφο θψλνο). Μπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη ειεθηξηθφο θψλνο, ν νπνίνο έρεη ζηαζεξφ ξπζκφ πξνρψξεζεο θαη θαηαγξάθεη ζπλερψο ηηο αζθνχκελεο ηηκέο πίεζεο. Καηά ηε δνθηκή θαηαγξάθεηαη ε αηρκή ηνπ θψλνπ (Qc) θαζψο θαη ε πιεπξηθή ηξηβή ζην καλδχα (Qs) αλά 20cm. Απφ ηε δνθηκή νξίδνληαη ηα αθφινπζα κεγέζε: ί) αληίζηαζε αηρκήο θψλνπ: qc=qc/ac, κε (Ac) εκβαδφλ αηρκήο θψλνπ, ii) πιεπξηθή ηξηβή ζην καλδχα: fs=qs/as, κε (As) εκβαδφλ πιεπξηθήο επηθάλεηαο καλδχα θαη iii) ιφγνο ηξηβήο: FR ή Rf= f s/ qc. 128

139 ρήκα ρεκαηηθή απεηθφληζε ηεο επί ηφπνπ δνθηκήο CPT (Σάζηνο, 1964) Όκνηα θαη κε βάζε ηνλ ππνινγηζκφ ησλ παξαπάλσ κεγεζψλ εθηηκάηαη κέζσ ζπζρεηίζεσλ ε αζηξάγγηζηε δηαηκεηηθή αληνρή εδαθψλ (Cu) ελψ γίλεηαη θαη αλάινγε θαηάηαμε ησλ εδαθψλ. Πελεηξφκεηξν CPTU (κε κέηξεζε ηεο πίεζεο ησλ πφξσλ) εκαληηθφ φξγαλν γηα ηε δηεξεχλεζε ηνπ ππεδάθνπο, ην ραξαθηεξηζκφ ησλ εδαθψλ θαη ηνλ πξνζδηνξηζκφ ησλ εδαθηθψλ παξακέηξσλ κε ηθαλνπνηεηηθή αθξίβεηα αθφκε θαη ζε καιαθέο αξγίινπο. Οη βαζηθέο απαηηήζεηο ηεο δνθηκήο είλαη ε αθξίβεηα ζηελ εθηέιεζή ηεο θαζψο θαη ε ζσζηή εξκελεία ησλ απνηειεζκάησλ απφ δφθηκεο ζπζρεηίζεηο. Η πιένλ ζπλήζεο εθηέιεζε ηεο δνθηκήο απαηηεί ηε ζπλερή πξνψζεζε ησλ ζηειερψλ κε πδξαπιηθή πίεζε θαη βήκαηα ηνπ ελφο κέηξνπ. 129

140 ρήκα ρεκαηηθή απεηθφληζε πηεδνθψλνπ CPTU Η ρξήζε δνθηκψλ CPT/CPTU έρεη ηξεηο βαζηθέο εθαξκνγέο: ί) ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο ζηξσζηγέλεηαο θαη ηελ αλαγλψξηζε ηνπ ηχπνπ ησλ εδαθηθψλ ζηξσκάησλ. ii) ηελ εθηίκεζε ησλ γεσηερληθψλ παξακέηξσλ. iii) ηε ρξήζε ησλ απνηειεζκάησλ απεπζείαο γηα ηνλ γεσηερληθφ ζρεδηαζκφ. ε γεληθέο γξακκέο, ε δνθηκή CPTU δίλεη θαιχηεξε αλαγλψξηζε ηεο ζηξσζηγέλεηαο απφ ηε δνθηκή SPT θαη θαιχηεξε επεμεξγαζία απνηειεζκάησλ ησλ κεραληθψλ παξακέηξσλ ηνπ εδάθνπο. III. Πξεζζηόκεηξν ΡΜΣ 0 ζθνπφο ηεο δνθηκήο ηνπ πξεζζηνκέηξνπ είλαη ε κέηξεζε ηεο επί ηφπνπ παξακφξθσζεο ηνπ εδάθνπο ή αθφκα θαη ηνπ καιαθνχ βξάρνπ απφ ηε δηαζηνιή θπιηλδξηθήο ειαζηηθήο κεκβξάλεο ππφ πίεζε. Καηαγξάθνληαη ζρέζεηο ηάζεο- παξακφξθσζεο κε παξαδνρή επίπεδεο έληαζεο θαη πξνζδηνξίδεηαη ε νξηαθή αληνρή ηνπ εδάθνπο. Καηά ηελ εθηέιεζε ηεο δνθηκήο ηνπνζεηείηαη βνιίδα (probe), κέζσ γεψηξεζεο ζην έδαθνο, ε νπνία απνηειείηαη απφ θπιηλδξηθή ειαζηηθή κεκβξάλε. Μέζσ αγσγψλ δηνρεηεχεηαη ζηε βνιίδα πγξφ θαη ζην πξνθαζνξηζκέλν βάζνο κειέηεο ε κεκβξάλε δηαζηέιιεηαη ππφ πίεζε. Καηαγξάθνληαη νη κεηξήζεηο ηεο 130

141 πίεζεο θαη ηεο δηαζηνιήο έσο ηε κέγηζηε ηηκή δηαζηνιήο. Η δηαζηνιή κεηξάηαη απφ ηε κεηαβνιή ηνπ φγθνπ ηεο θπιηλδξηθήο κεκβξάλεο. ρήκα ρεκαηηθή απεηθφληζε ηεο επί ηφπνπ δνθηκήο ηνπ πξεζζηνκέηξνπ Σν πξεζζηφκεηξν πνπ ρξεζηκνπνηείηαη θπξίσο ζηελ Διιάδα είλαη ην Menard (MPM). Καηά ηε δνθηκή κε ην πξεζζηφκεηξν Menard δηνρεηεχεηαη αξρηθά λεξφ ππφ πίεζε, νπφηε δηαζηέιιεηαη ε βνιίδα θαη επηηπγράλεηαη έηζη ε επαθή ηεο κε ην έδαθνο. εκεηψλεηαη ν φγθνο ηνπ πγξνχ πνπ ρξεηάζηεθε, ν νπνίνο πξνζδηνξίδεη ηελ ειαζηηθήο πεξηνρήο ηνπ εδάθνπο. ηε ζπλέρεηα, ε πίεζε απμάλεη ζηαδηαθά κε βήκαηα ησλ 60sec έσο φηνπ επηηεπρζεί ε πίεζε αζηνρίαο, ε νπνία εμαξηάηαη απφ ηνλ ηχπν ηνπ εδάθνπο. Ο ζπλνιηθφο αξηζκφο βεκάησλ πνπ απαηηνχληαη γηα λα επηηεπρζεί ε πίεζε αζηνρίαο είλαη δέθα. Καηά ηε δηάξθεηα ησλ αλσηέξσ βεκάησλ, ε πίεζε δηαηεξείηαη ζηαζεξή θαη κεηξάηαη ν φγθνο ηνπ λεξνχ πνπ δηνρεηεχεηαη θάζε 15, 30 θαη 60sec. Με ηνλ ηξφπν απηφ κεηξνχληαη νη παξακνξθψζεηο ηνπ εδάθνπο. Με βάζε ηνλ ππνινγηζκφ ησλ παξαπάλσ κεγεζψλ ππνινγίδεηαη ην κέηξν παξακνξθσζηκφηεηαο (E menard ) θαη εθηηκάηαη κέζσ ζπζρεηίζεσλ ε αζηξάγγηζηε δηαηκεηηθή αληνρή εδαθψλ (Cu). 131

142 IV. Γνθηκή Cross Hole Η δνθηκή Cross-hole ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ εθηίκεζε ηνπ κέηξνπ δηάηκεζεο (G) θαη ειαζηηθφηεηαο (Δ) ηνπ εδάθνπο. Η δνθηκή ζηνρεχεη ζηελ ιεπηνκεξή κέηξεζε ηεο ηαρχηεηαο (θαηαγξάθνληαη νη θπκαηνκνξθέο ησλ S θαη P θπκάησλ θαη ν ρξφλνο άθημή ηνπο t s θαη t p ) ησλ δηαηκεηηθψλ (Vs) θαη δηακήθσλ (Vp) θπκάησλ ζην έδαθνο ζε δηαδνρηθά βάζε. Γηαλνίγνληαη κία ή δχν γεσηξήζεηο ζε ζπγθεθξηκέλεο απνζηάζεηο ζηηο νπνίεο γίλεηαη ε ιήςε (Γεσηξήζεηο ιήςεο) θαη ε θαηάγξαθή ησλ θπκάησλ κέζσ γεσθψλσλ, ελψ ε πεγή απηψλ πξνέξρεηαη απφ λέα γεψηξεζε (Γεψηξεζε εθπνκπήο) ζε επζπγξακκία κε ηηο άιιεο (ζρήκα 5.36). Η πεγή ησλ ζεηζκηθψλ θπκάησλ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο είλαη ν δηαηξεηφο δεηγκαηνιήπηεο Terzaghi ηεο δνθηκήο πξφηππεο δηείζδπζεο (SPT). Σν δπλακηθφ κέηξν δηάηκεζεο G o, ν ιφγνο Poisson v θαη ην δπλακηθφ κέηξν ειαζηηθφηεηαο (Δ ν ) ππνινγίδνληαη απφ ηηο παξαθάησ ζρέζεηο: 2 G o =ξ V s v= (0.5) (V p /V s ) 2-1//(V p /V s ) 2-1 E o =2(1+v) G o Όπνπ ξ ε ππθλφηεηα ηνπ εδάθνπο. Αλαιπηηθφηεξα ζηνηρεία γηα ηελ δνθηκή θαη ηηο εκπεηξηθέο ζρέζεηο θαη ζπζρεηηζκνχο κεηαμχ εδαθηθψλ παηξακέηξσλ απφ επηηφπνπ δνθηκέο παξνπζηάδνληαη απφ ηνπο Κνχθε θαη ακπαηαθάθε,

143 ρήκα ρεκαηηθή απεηθφληζε ηεο επί ηφπνπ δνθηκήο Cross Hole (απφ Mayne, ζεκεηψζεηο δηαδηθηχνπ) V. Δπηηόπνπ δνθηκέο πεξαηόηεηαο Η γλψζε ησλ πδξνγεσινγηθψλ ζπλζεθψλ θαη πην ζπγθεθξηκέλα ηεο πδξνπεξαηφηεηαο απνηειεί βαζηθή πιεξνθνξία γηα ηνλ γεσηερληθφ ζρεδηαζκφ ηερληθψλ έξγσλ. Πην ζπγθεθξηκέλα, έρεη άκεζε ζεκαζία ζηηο κειέηεο ζηεγαλφηεηαο θξαγκάησλ, ΥΤΣΑ, εηζξνψλ ζηηο ζήξαγγεο, απνζηξαγγίζεσλ ζε πεξηνρέο θαηνιηζζήζεσλ θ.ι.π. Οη δνθηκαζηηθέο αληιήζεηο, δνθηκέο κεγαιχηεξεο αθξίβεηαο θαη αληηπξνζσπεπηηθέο επξχηεξεο έθηαζεο ηνπ ππεδάθνπο επηιέγνληαη θπξίσο γηα έξγα εθκεηάιιεπζεο ππνγείσλ πδάησλ θαη ζπαληφηεξα ζε ηερληθά έξγα (π.ρ. ζε πεξηπηψζεηο ζεκαληηθψλ εηζξνψλ ζε ππφγεηα έξγα ζε κεγάιε έθηαζε). Η εθηίκεζε ηεο πδξνπεξαηφηεηαο γίλεηαη θαηά ηε πξνρψξεζε δεηγκαηνιεπηηθήο γεψηξεζεο, φπνπ ζε νξηζκέλν ηκήκα απνκνλσκέλν ηκήκα ηεο εηζπηέδεηαη λεξφ θαη κεηξάηαη άκεζα ή έκκεζα ε πνζφηεηα ηνπ λεξνχ πνπ απνξξνθάηαη απφ ην έδαθνο, ζε ζρέζε κε ηελ εθαξκνδφκελε πίεζε. Οη δνθηκέο εηζπίεζεο ρσξίδνληαη ζε ηξείο (3) θαηεγνξίεο: i. Γνκηθή πίπηνληνο θνξηίνπ (Maag). Καηά ηε δνθηκή απηή κεηξηέηαη ε πηψζε ηεο ζηάζκεο ηεο ζηήιεο ηνπ λεξνχ κέζα ζηε ζσιελσκέλε γεψηξεζε (κε αζσιήλσην έλα θάησ ηκήκα 133

144 ii. iii. απηήο, κηθξνχ ζρεηηθψο κήθνπο, ην νπνίν απνηειεί θαη ην δνθηκαδφκελν ηκήκα) ζε ζπλάξηεζε κε ην ρξφλν. πληζηάηαη ζε εδάθε κηθξήο πεξαηφηεηαο. Γνκηθή ζηαζεξνχ θνξηίνπ (Lefranc). Καηά ηε δνθηκή απηή κεηξηέηαη ε παξνρή ηνπ λεξνχ ζε ζπλάξηεζε κε ηνλ ρξφλν πνπ δηνρεηεχεηαη ζηε γεψηξεζε (εμσηεξηθή ζσιήλσζε επέλδπζεο αλπςψλεηαη ψζηε λα δεκηνπξγεζεί ην εηζπηεδφκελν ηκήκα) ψζηε ε ζηάζκε ηνπ λεξνχ κέζα ζηε ζσιήλσζε ηεο επέλδπζεο ηεο γεψηξεζεο λα είλαη ζηαζεξή. πληζηάηαη ζε εδάθε θαιήο πεξαηφηεηαο. Γνκηθή Lugeon Καηά ηε δηάξθεηα ηεο δνθηκήο Lugeon κεηξηέηαη ε απνξξνθνχκελε πνζφηεηα λεξνχ ζε ζπλάξηεζε κε ην ρξφλν, ζην εηζπηεδφκελν ηκήκα, κήθνπο 3m έσο 5m, κε δηάθνξεο βαζκίδεο πηέζεσο, πνπ εθαξκφδνληαη αξρηθά κε αχμνπζα ζεηξά θαη ζηε ζπλέρεηα κε θζίλνπζα. Έηζη πξνζδηνξίδεηαη κία ελδεηθηηθή ηηκή πεξαηφηεηαο πνπ αληηζηνηρεί ζηε κέζε ηηκή ησλ πεξαηνηήησλ απφ φια ηα βήκαηα θαη γηα ην βάζνο ηεο δνθηκήο. Αλαιπηηθφηεξεο πιεξνθνξίεο γηα ηηο δνθηκέο πδξνπεξαηφηεηαο κπνξνχλ λα αληιεζνχλ απφ αλάινγα εγρεηξίδηα πδξνγεσινγίαο Μέηξεζε ηάζκεο Τπνγείσλ Τδάησλ θαηά ηε Γηάηξεζε Όηαλ θαηά ηε δηάηξεζε ζπλαληψληαη ππφγεηα χδαηα, ε κέηξεζε θαη θαηαγξαθή ηνπο ζα γίλεηαη σο αθνινχζσο: Οη ζηάζκεο ηνπ ππνγείνπ λεξνχ θαηαγξάθνληαη ζηελ αξρή θαη ζην ηέινο θάζε βάξδηαο, κε ηελ νινθιήξσζε ηεο γεψηξεζεο ζην απαηηνχκελν βάζνο θαη πξηλ ηελ επίρσζε-ζθξάγηζε. ε θάζε πεξίπησζε θαηαγξαθήο ηεο ζηάζκεο χδαηνο, ην βάζνο δηάηξεζεο, ην κήθνο ηνπ ζσιελσκέλνπ ηκήκαηνο θαη ν ρξφλνο κέηξεζεο θαηαγξάθνληαη επίζεο. 134

145 Όπνπ ηα επηζηξεθφκελα λεξά επηηξέπνπλ λα γίλνληαη παξαηεξήζεηο θαη ζπλαληψληαη ππφγεηα χδαηα, θαηαγξάθεηαη ην βάζνο ηνπ ζεκείνπ εηζφδνπ ηνπ χδαηνο, καδί κε ην βάζνο ηνπ ζσιελσκέλνπ ηκήκαηνο. Οη εξγαζίεο ζηακαηνχλ γηα κέγηζην ρξφλν 20 ιεπηψλ ψζηε λα εξεκήζεη ε ειεχζεξε ζηάζκε ησλ πδάησλ. Ο ρξφλνο πνπ απαηηείηαη γηα ηελ άλνδν ηεο ζηάζκεο ηνπ χδαηνο θαη ε εθάζηνηε ζηάζκε θαηαγξάθνληαη ζε δηαζηήκαηα ηνπ ελφο ιεπηνχ. Δάλ θαηά ην ηέινο ηεο πεξηφδνπ ησλ 20 ιεπηψλ ε ζηάζκε ηνπ χδαηνο εμαθνινπζεί λα αλεβαίλεη, ηφηε ην γεγνλφο απηφ θαηαγξάθεηαη καδί κε ην βάζνο ηνπ λεξνχ. Αθφινπζα, ζπλερίδεηαη ε δηάηξεζε. Η ίδηα δηαδηθαζία αθνινπζείηαη θάζε θνξά πνπ ζπλαληάηαη ππφγεην λεξφ. Δμαίξεζε ζηα αλσηέξσ απνηειεί ε πεξίπησζε θαηά ηελ νπνία ην λεξφ πνπ ζπλαληάηαη πξνέξρεηαη απφ αξγή εηζξνή χδαηνο ζηελ νπή ηεο δηάηξεζεο. ε απηή ηελ πεξίπησζε θαηαγξάθεηαη κφλν ην βάζνο ηεο εηζξνήο θαη ζπλερίδεηαη ε δηάηξεζε Δξγαζηεξηαθέο δνθηκέο δεηγκάησλ από ππξήλεο γεσηξήζεσλ Οη εξγαζηεξηαθέο δνθηκέο δεηγκάησλ απφ ππξήλεο γεσηξήζεσλ εληνπίδνληαη θπξίσο: ηα θπζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ γεσπιηθνχ (βξάρνπ ή εδάθνπο): εηδηθφ βάξνο, πνξψδεο, θπζηθή πγξαζία θ.ι.π. Πξνζδηνξηζκφο νξίνπ πδαξφηεηαο, νξίνπ πιαζηηθφηεηαο θαη δείθηε πιαζηηθφηεηαο Οξπθηνινγηθή, πεηξνγξαθηθή αλάιπζε Υαξαθηεξηζηηθά αληνρήο: Γνθηκή αλεκπφδηζηεο ζιίςεο, δηάηκεζεο, δνθηκή κνλνδηάζηαηεο ζηεξενπνίεζεο, ηξηαμνληθή δνθηκή, δνθηκή δηάηκεζεο. Σν ζχλνιν ησλ εξγαζηεξηαθψλ δνθηκψλ πνπ κπνξνχλ λα εθηειεζηνχλ απφ ππξήλεο γεσηξήζεσλ παξνπζηάδεηαη ζην Παξάξηεκα

146 5.2.6 Σειηθό Μεηξών γεώηξεζεο Πξφθεηηαη γηα ην δειηίν ζην νπνίν απνηππψλνληαη φιεο νη εξγαζίεο (ηεο ππαίζξνπ θαη ηνπ εξγαζηεξίνπ) νη νπνίεο ζηε ζπλέρεηα αμηνινγνχληαη θαηά ηνλ γεσηερληθφ ζρεδηαζκφ ηνπ έξγνπ, θαζψο απηέο έρνπλε επηζθνπεζεί απφ φινπο ηνπο ζπλεξγαδφκελνπο θνξείο (θχξηνο ηνπ έξγνπ, αλάδνρνο, κειεηεηήο, αλεμάξηεηνο κειεηεηήο). Οη πιεξνθνξίεο πνπ πεξηιακβάλνληαη ζην ηειηθφ θχιιν ηεο γεψηξεζεο ρξεζηκνπνηνχληαη άκεζα απφ ηνλ ηερληθφ γεσιφγν θαη ηνλ γεσηερληθφ κεραληθφ γηα ηνλ ζρεδηαζκφ. Σα πνηνηηθά γεσινγηθά ζηνηρεία πνπ απνηππψλνληαη πξέπεη λα απνζθνπνχλ ζηνλ πξνζδηνξηζκφ ηδηνηήησλ αιιά θπξίσο ζηελ πνηφηεηα θαη ζηελ πηζαλή ζπκπεξηθνξά ηνπ γεσπιηθνχ ζην ηερληθφ έξγν γηα ην νπνίν εθηειείηαη ε γεψηξεζε. Οη γεσινγηθέο απηέο πιεξνθνξίεο πξέπεη εθηφο απφ πνηνηηθέο λα πεξηέρνπλ θαη πνζνηηθά ζηνηρεία ηεο αληνρήο, γεσηερληθήο ηαμηλνκήζεο ηεο βξαρφκαδαο, πεξαηφηεηαο θ.α.. Βέβαηα ζπκπεξηιακβάλνληαη θαη ηα εξγαζηεξηαθά δεδνκέλα. Σν κεηξψν ηεο γεψηξεζεο απνηέιεη ζεκαληηθφ παξαδνηέν γηα ηελ εμέιημε θαη πιεξσκή ηεο εξγαζίαο. Μηα ραξαθηεξηζηηθή γεσηερληθή ηνκή γεσηξήζεσο παξνπζηάδεηαη ζην ζρήκα 5.37 πνπ πεξηιακβάλεη κηα ζεηξά απφ ζηήιεο, ζε θάζε κηα απφ ηηο νπνίεο δίλνληαη πιεξνθνξίεο πνπ αθνξνχλ ηελ εθηέιεζε ηεο γεσηξήζεσο, ηνπο γεσινγηθνχο ζρεκαηηζκνχο πνπ ζπλαληψληαη θαηά ηελ πξνρψξεζε ηεο γεσηξήζεσο θαζψο θαη ηα ηδηαίηεξα ραξαθηεξηζηηθά απηψλ. Αλαιπηηθά ε θάζε ζηήιε πεξηιακβάλεη ηηο παξαθάησ πιεξνθνξίεο: ηήιε 1ε: Κιίκαθα βάζνπο ηεο γεσηξήζεηο αλά 2 κέηξα. ηήιε 2ε: Δίδνο θαξνηαξίαο θαη ηνπ θνπηηθνχ άθξνπ ηήιε 3ε: πκβνιηθή παξνπζίαζε ησλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ, ηήιε 4ε: Λεπηνκεξήο γεσινγηθή πεξηγξαθή ησλ ζρεκαηηζκψλ θαη ηα φξηα απηψλ. Πξέπεη λα αλαθέξνληαη ηερληθνγεσινγηθά πνηνηηθά ραξαθηεξηζηηθά. ηήιε 5ε: ηνηρεία αλά βνπηηά (κε αλαθνξέο ζε βάζε) o ρξφλνο δηάηξεζεο (min) o δηάκεηξνο δείγκαηνο 136

147 o επηζηξνθέο ξεπζηψλ (ξαβδφγξακκα %) o TCR (ξαβδφγξακκα %) o SCR (ξαβδφγξακκα %) o RQD (ξαβδφγξακκα %) ηήιε 6ε: Σαμηλνκήζεηο βξαρφκαδαο (κε αλαθνξέο ζε βάζε) o GSI (δνκή, θαηάζηαζε αζπλερεηψλ, εχξνο ηηκψλ) o RMR (ηηκή ή εχξνο ηηκψλ) ηήιε 7ε: Πεξηγξαθή απνζάζξσζεο (κε αλαθνξέο ζε βάζε, ξαβδφγξακκα) ηήιε 8ε: ηνηρεία αζπλερεηψλ ησλ πεηξσκάησλ (θιίζε θαη είδνο αζπλερεηψλ - ζηξψζε, ζρηζηφηεηα, θ.ι.π.) ηήιε 9ε: Καζεκεξηλή πξνρψξεζε ηεο γεσηξήζεσο (βάζνο γεψηξεζεο ζην ηέινο ηεο εκεξήζηαο βάξδηαο). ηήιε 10ε: ηνηρεία δηάηξεζεο (κε αλαθνξέο ζε βάζε) o πξσηλή ζηάζκε χδαηνο o βξαδηλή ζηάζκε χδαηνο o εκεξνκελία θαη δηάκεηξνο ζσιήλσζεο ηήιε 11ε: Πεξηγξαθή αληνρήο (κε αλαθνξέο ζε βάζε, ζχκθσλα κε πεξηγξαθέο θαη ηα απνηειέζκαηα ησλ εξγαζηεξηαθψλ δνθηκψλ) o πλεθηηθφηεηα - αληνρή γηα ιεπηφθνθθα εδάθε (ξαβδφγξακκα) o Ππθλφηεηα γηα αδξφθνθθα εδάθε (ξαβδφγξακκα) o Αληνρή γηα βξάρνπο (ξαβδφγξακκα) ηήιε 12ε: Δξγαζηεξηαθέο δνθηκέο o Κσδηθφο δείγκαηνο (βάζε ιήςεο δείγκαηνο, θσδηθφο) o Καηάηαμε θαηά USCS o Απνηειέζκαηα δνθηκψλ θαηάηαμεο εδαθψλ o Φπζηθά ραξαθηεξηζηηθά o Μεραληθά ραξαθηεξηζηηθά ηήιε 13ε: Δπηηφπνπ Γνθηκέο (κε αλαθνξέο ζε βάζε) o Πελεηξφκεηξν ρεηξφο o SPT (θαηαγξάθνληαη: βάζνο έλαξμεο δνθηκήο, θξνχζεηο αλά βήκα, ΝSPT, δηείζδπζε) 137

148 o Γνθηκέο πεξαηφηεηαο (ηχπνο, βάζνο δνθηκαδφκελνπ ηκήκαηνο, ηηκή) ρήκα Δλδεηηηθφ παξάδεηγκα γεσηερληθήο ηνκήο δεηγκαηνιεπηηθήο γεσηξήζεσο 138

149 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 6 ΓΔΧΘΔΡΜΙΚΔ ΓΔΧΣΡΗΔΙ Έλλνηεο θιεηδηά: Γεσζεξκηθή γεψηξεζε, γεσζεξκηθά γεσηξχπαλα, γεσηξήζεηο επαλαεηζαγσγήο, θφζηνο 6.1 Γεσζεξκηθή γεώηξεζε Οη γεσζεξκηθέο γεσηξήζεηο απνζθνπνχλ ζηελ αμηνπνίεζε ησλ γεσζεξκηθψλ πεδίσλ. Γηαθξίλνληαη ζε: - Δξεπλεηηθέο (κηθξήο δηακέηξνπ) - Παξαγσγηθέο ή επαλα-εηζαγσγήο - Αμηνιφγεζεο (πξνζδηνξηζκφο παξακέηξσλ) θαη εθκεηάιιεπζεο ηνπ γεσζεξκηθνχ πεδίνπ αλάινγα κε ηελ ελζαιπία (ζεξκνθξαζία): - Υακειήο (<90 o C) - Μέζεο ( o C) - Τςειήο (>150 o C) 6.2 Δξεπλεηηθέο γεσζεξκηθέο γεσηξήζεηο Οη εξεπλεηηθέο γεσζεξκηθέο γεσηξήζεηο ραξαθηεξίδνληαη απφ ηα παξαθάησ: Δίλαη κηθξήο δηακέηξνπ θαη γίλνληαη γηα ηε κειέηε ηεο ζεξκνκεηξίαο, ζηξσκαηνγξαθίαο θαη ηεο πηεδνκεηξηθήο ζηάζκεο Βάζε κέρξη 400 ή θαη 800 m Σειηθή δηάκεηξνο δηάηξεζεο 3-4'' Υξεζηκνπνηνχληαη ζσιήλεο ηπθινί, ζηδεξέληνη ή πιαζηηθνί 2'' Γίλνληαη κε πεξηζηξνθηθά γεσηξχπαλα Πξνβιήκαηα: δηάβξσζε ιφγσ παξνπζίαο αεξίσλ θαη αξηεζηαλή ξνή 139

150 Σα ζηνηρεία θαη ηα ζρήκαηα ηνπ θεθαιαίνπ απηνχ αληιήζεθαλ θπξίσο απφ ην βηβιίν Γεσζεξκία ησλ Φπηίθα, Μ. & Αλδξίηζνπ, Ν. (2004), Δθδφζεηο Σδηφια, Θεζζαινλίθε. 6.3 Παξαγσγηθά Γεσηξύπαλα Σα γεσηξχπαλα πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηελ αλφξπμε γεσζεξκηθψλ γεσηξήζεσλ δηαθξίλνληαη ζε: Γεσηξχπαλα κεγάινπ βάζνπο (>1000 m) (δηαζέηνπλ επηπιένλ ζπζηήκαηα ςχμεο) Μηθξνχ βάζνπο ( m) Κνηλά γεσηξχπαλα πδξνγεσηξήζεσλ (<500 m). Πεξηζηξνθηθά κε ζεηηθή θπθινθνξία πνιηνχ θαη κε επηπιένλ εηδηθά ζπζηήκαηα. ρήκα 6.1: Δθηέιεζε βαζηάο γεσζεξκηθήο γεψηξεζεο ζηελ πεξηνρή εξξψλ (Φπηίθαο & Αλδξίηζνο, 2004). 140

151 ηελ πεξίπησζε ξεπζηψλ ρακειήο ζεξκνθξαζίαο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ηα θνηλά γεσηξχπαλα αλφξπμεο πδξνγεσηξήζεσλ, ελψ ζηελ πεξίπησζε κέζεο θαη πςειήο ζεξκνθξαζίαο ρξεζηκνπνηνχληαη γεσηξχπαλα πεηξειαίνπ κε εηδηθέο πξνζαξκνγέο. ρήκα 6.2: Γεσζεξκηθφ γεσηξχπαλν (Φπηίθαο & Αλδξίηζνο, 2004). 6.4 Γεσηξήζεηο ρακειήο ζεξκνθξαζίαο (ελζαιπίαο) Οη γεσηξήζεηο ρακειήο ελζαιπίαο γίλνληαη κε βάζε ηηο εμήο πξνδηαγξαθέο: Πνιηφο: κίγκα λεξνχ κε άξγηιν θαη κπεληνλίηε. ηελ πεξίπησζε ππφ πίεζε γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ ρξεζηκνπνηείηαη εηδηθφο θαη απμεκέλνπ βάξνπο πνιηφο. Απαηηείηαη ε ζπλερήο παξαθνινχζεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο (ρ. 6.3) γηαηί δίλεη ρξήζηκεο πιεξνθνξίεο γηα ηελ παξνπζία παξαγσγηθψλ γεσζεξκηθψλ ζρεκαηηζκψλ. Δπηπιένλ απαηηείηαη δεηγκαηνιεςία θαη εμέηαζε ησλ δεηγκάησλ. σιήλεο: αλνμείδσηνη ραιχβδηλνη πάρνπο 7 mm έρνπλ ηε κεγαιχηεξε αληνρή ζηε δηάβξσζε θαη ηε ζεξκνθξαζία, αιιά θαη κεγάιν θφζηνο. Ο αλζξαθνχρνο ράιπβαο είλαη ην πην θνηλφ πιηθφ γηα ηηο αλάγθεο ησλ γεσζεξκηθψλ γεσηξήζεσλ, αθφκα θαη γηα πςειέο ζεξκνθξαζίεο. Σειεπηαία ε επηζηήκε ησλ πιηθψλ έρεη 141

152 αλαθαιχςεη δηάθνξα πιηθά κε θαηάιιειεο πξνδηαγξαθέο (fiberglass). Να ζεκεησζεί φηη νη πιαζηηθνί ζσιήλεο δελ αληέρνπλ ζεξκνθξαζίεο >60 o C θαη ζε πςειέο πηέζεηο. Οη θηιηξνζσιήλεο έρνπλ κήθνο 0,7-0,9 ηνπ παξαγσγηθνχ ηκήκαηνο θαη ζπλνιηθή επηθάλεηα αλνηγκάησλ ίζε κε 15% ηεο νιηθήο επηθάλεηαο. Οη ζρηζκέο έρνπλ δηαζηάζεηο 1,5-3 mm. Σν άλνηγκα ησλ νπψλ ησλ θηιηξνζσιήλσλ θαζνξίδεηαη απφ ηε βέιηηζηε ηαρχηεηα εηζφδνπ ησλ ξεπζηψλ ζηε γεψηξεζε πνπ πξέπεη λα είλαη <3 cm/s. ρήκα 6.3: Θεξκνκέηξεζε ζε εξεπλεηηθή γεψηξεζε (Φπηίθαο & Αλδξίηζνο, 2004). Η ραιίθσζε είλαη επηζπκεηή, θπξίσο ζε ηδεκαηνγελείο γεσινγηθνχο ζρεκαηηζκνχο. Η ηζηκέλησζε ηνπ πεξηθξαγκαηηθνχ ζσιήλα θαη ησλ ηπθιψλ θνληά ζηελ επηθάλεηα, αιιά θαη ζε φιν ην κήθνο ηνπο είλαη απαξαίηεηε γηα ηελ αληηκεηψπηζε κεγάισλ πηέζεσλ θαη ζεξκνθξαζηψλ θαη ηελ απνκφλσζε ησλ επηθαλεηαθψλ θξχσλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ. Η αλάπηπμε γίλεηαη κε ζπζηήκαηα εθηφμεπζεο λεξνχ ή αέξα πνπ ιεηηνπξγεί κε απμνκεηνχκελε παξνρή θαη ζπλερή κεηαηφπηζε ηνπ εθηνμεπηήξα ζε φιν ην κήθνο ησλ θηιηξνζσιήλσλ (βι. Κεθάιαην 4- αλάπηπμε πδξνγεσηξήζεσλ). Η άληιεζε γίλεηαη κε εηδηθά ζπγθξνηήκαηα, ηθαλά λα αληέμνπλ ηηο κεγάιεο ζεξκνθξαζίεο (ππνβξχρηεο ειεθηξηθέο κε εηδηθέο πξνδηαγξαθέο ή ζηξνβηινθφξεο). 142

153 Γηα ηελ άληιεζε αξηεζηαλψλ γεσζεξκηθψλ γεσηξήζεσλ δελ ρξεζηκνπνηείηαη αληιία, αιιά ηα ξεπζηά εμέξρνληαη κφλα ηνπο ζηελ επηθάλεηα, ιφγσ ηεο πίεζεο. Θεξκνκεηξήζεηο γίλνληαη θαη θαηά ηε δηάηξεζε θαη κεηά κε ηε γεψηξεζε ζε ιεηηνπξγία. Οη πηέζεηο κεηξνχληαη ζηελ θεθαιή θαη ζηνλ ηακηεπηήξα. Οη παξνρέο κεηξνχληαη κε πδξνκεηξεηή. ε δηθαζηθφ ξεπζηφ γίλεηαη δηαρσξηζκφο ησλ θάζεσλ θαη πνζνηηθή θαη πνηνηηθή κέηξεζε ησλ δχν θάζεσλ. 6.5 Δμνπιηζκόο ησλ γεσζεξκηθώλ γεσηξήζεσλ Λφγσ ηεο ηδηνκνξθίαο ηνπο νη γεσζεξκηθέο γεσηξήζεηο πξέπεη λα εμνπιηζζνχλ επηπιένλ: Αληηεθξεθηηθόο κεραληζκόο. Δίλαη απαξαίηεηε ε ηνπνζέηεζε αληηεθξεθηηθνχ ζπζηήκαηνο ζηελ θεθαιή ηεο γεψηξεζεο. Σν ζχζηεκα απηφ απνηειείηαη απφ βαιβίδεο αζθαιείαο, έκβνια, θεθαιέο θ.ιπ. (ρ. 6.4). Σνπνζέηεζε αληρλεπηή H 2 S. πληζηάηαη ε ηνπνζέηεζε αληρλεπηή πδξνζείνπ (H 2 S) πνπ είλαη ζπλδεδεκέλνο κε ζχζηεκα ζπλαγεξκνχ. Καηά ηε δηάηξεζε ηνπνζεηείηαη βαιβίδα ζηε δηαηξεηηθή ζηήιε πξηλ ην θνπηηθφ άθξν, γηα λα απνθεπρζεί ε δηαθπγή ξεπζηψλ θαηά ηελ αιιαγή ζηειερψλ. Δηδηθά κέηξα πξνζηαζίαο θαη εθπαίδεπζε ηνπ πξνζσπηθνχ. Καηαζθεπή εμέδξαο 1-2 m απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο γηα ηελ αζθάιεηα ηνπ ρεηξηζηή. 143

154 ρήκα 6.4: χζηεκα αληη-εθξεθηηθνχ κεραληζκνχ αζθαιείαο. (Φπηίθαο & Αλδξίηζνο, 2004). 6.6 Γεσηξήζεηο κέζεο θαη πςειήο ελζαιπίαο Οη γεσηξήζεηο κέζεο θαη πςειήο ζεξκνθξαζίαο (ελζαιπίαο) ρξεηάδνληαη θάπνηεο πξνζαξκνγέο γηα λα αληηκεησπίζνπλ ην πξφβιεκα ηεο απμεκέλεο ζεξκνθξαζίαο θαη ηεο έληνλεο δηάβξσζεο. Γηα ην ιφγν απηφλ ιακβάλνληαη ππφςε ηα θάησζη: Υξήζε εηδηθνύ πνιηνύ. Ο πνιηφο κέρξη ζεξκνθξαζίεο 150 o C βαζίδεηαη ζηνλ κπεληνλίηε, ελψ έσο ηνπο 250 o C ζε ρξσκην-ιηγληηηθέο-ζεηνχρνπο (CL) ή ρξσκνζνπιθνληθέο ελψζεηο (CLS). Η ςχμε ηνπ πνιηνχ κέζσ ζπζηεκάησλ ςχμεο είλαη απαξαίηεηε γηα λα απνηξαπεί ε αχμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο. Η ζηαζεξφηεηα ηεο ζεξκνθξαζίαο ή ε κε ζεκαληηθή αχμεζή ηεο είλαη έλα θχξην κέιεκα ζηελ αλφξπμε γεσηξήζεσλ πςειήο ελζαιπίαο γηαηί έηζη απνθεχγεηαη ε θξνθίδσζε ηεο αξγίινπ, ε δεκηνπξγία gel θαη ε αηκνπνίεζε ηνπ ξεπζηνχ ζηελ επηθάλεηα πνπ είλαη επηθίλδπλν γηα ηελ αζθάιεηα ησλ εξγαδνκέλσλ (Φπηίθαο, 1998). Η δηαηήξεζε ζηαζεξνχ ημψδνπο είλαη απαξαίηεηε θαη επηηπγράλεηαη κε ηελ πξνζζήθε αζβεζηίνπ ή πνιπκεξψλ. Κνπηηθά άθξα ηξίθσλα απφ βνιθξακηνχρν-αλζξαθαζβεζηνχρν ράιπβα κέρξη 250 o C θαη πξφζζεηα ξηλίζκαηα δηακαληηψλ κέρξη 500 o C, αιιά κε κηθξφ ξπζκφ δηάηξεζεο. Οη θαηαπηψζεηο αληηκεησπίδνληαη κε θαηάιιειε ζσιήλσζε θαη ηζηκέλησζε. 144

155 Οη ζσιήλεο είλαη απφ ράιπβα ή απφ εηδηθά θξάκαηα ρξσκίνπ-ληθειίνπ κε ράιπβα. Η θαιή ηζηκέλησζε κε εηδηθφ ηζηκέλην, ησλ κε παξαγσγηθψλ ηκεκάησλ ηεο γεψηξεζεο, είλαη απαξαίηεηε πξνυπφζεζε γηα ηελ αζθαιή ιεηηνπξγία ηεο γεψηξεζεο. Να ζεκεησζεί φηη νη πςειέο ζεξκνθξαζίεο πξνθαινχλ δηαζηνιή θαη απνθφιιεζε ησλ ζσιήλσλ απφ ηα ηνηρψκαηα ηεο γεψηξεζεο. Σν ηζηκέλην πξέπεη λα αληέρεη ηηο κεγάιεο ζεξκνθξαζίεο θαη ηε κφιπλζε απφ ηνλ πνιηφ δηάηξεζεο. Γη απηφ ην θνηλφ ηζηκέλην πνπ αληέρεη κέρξη ηνπο 140 o C, πξέπεη λα εληζρπζεί κε ππξηηηθή ζθφλε ζε πνζνζηφ πνπ θπκαίλεηαη απφ 20-50% πνπ ην θαζηζηά αλζεθηηθφ ζηηο κεγάιεο ζεξκνθξαζίεο. Μεηά ηε δηάηξεζε γηα λα αξρίζεη ε παξαγσγή ησλ γεσηξήζεσλ πςειήο ελζαιπίαο απαηηείηαη ε απνκάθξπλζε ηεο ιάζπεο ηνπ πνιηνχ-λεξνχ. Απηφ κπνξεί λα γίλεη κε εθηφλσζε ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ ή κε άληιεζε ή ηέινο κε ρξήζε ρεκηθψλ κέζσλ (πγξνχ αδψηνπ, αθξψδε κέζα θ.ιπ.). Οη δνθηκέο παξαγσγήο δηαξθνχλ 48 ψξεο κεηά ηνλ θαζαξηζκφ ηεο γεψηξεζεο θαη ζην ζηάδην απηφ γίλνληαη δεηγκαηνιεςίεο γηα ηνλ έιεγρν ηεο πνηφηεηαο ηνπ λεξνχ, ησλ αηκψλ θαη αεξίσλ. 6.7 Γεσηξήζεηο επαλαεηζαγσγήο Οη γεσηξήζεηο επαλαεηζαγσγήο (reinjection boreholes) δε δηαθέξνπλ ζεκαληηθά απφ ηηο παξαγσγηθέο θαη ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε δηνρέηεπζε ησλ γεσζεξκηθψλ ξεπζηψλ. Σα παξαγφκελα γεσζεξκηθά ξεπζηά γηα ηελ απνθπγή ξχπαλζεο θαη ηελ πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο δηνρεηεχνληαη κεηά ηελ ελεξγεηαθή εθκεηάιιεπζε, πην θξχα, ζε γεσηξήζεηο ηνπ ίδηνπ ηακηεπηήξα ζε κεγάιε απφζηαζε απφ ηηο παξαγσγηθέο γεσηξήζεηο. Με ηνλ ηξφπν απηφλ επηηπγράλεηαη πέξαλ ηεο πξνζηαζίαο ηνπ πεξηβάιινληνο, ε επαλαηξνθνδνζία ηνπ ηακηεπηήξα κε ξεπζηά θαη ε δηαηήξεζε ζηαζεξήο πίεζεο ζε απηφλ. Σν πξφβιεκα πνπ θπξίσο εκθαλίδεηαη είλαη νη επηθαζήζεηο αιάησλ πνπ κεηψλνπλ ην ρξφλν δσήο ηνπο. Σν πξφβιεκα ησλ επηθαζήζεσλ αληηκεησπίδεηαη κε ηε ρξεζηκνπνίεζε εηδηθψλ νμέσλ, κε επαλαδηάηξεζε ή κε πξνζσξηλή κεηαηξνπή ηεο γεψηξεζεο ζε παξαγσγηθή. 145

156 6.8 Κόζηνο γεσζεξκηθώλ γεσηξήζεσλ Σν θφζηνο κηαο γεσζεξκηθήο γεψηξεζεο είλαη ζπλάξηεζε ηνπ βάζνπο, ηεο δηακέηξνπ ζσιήλσζεο, ην είδνο ησλ πεηξσκάησλ, ηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ ξεπζηψλ θ.ιπ. Να ηνληζζεί φηη ην θφζηνο ησλ γεσηξήζεσλ πςειήο ελζαιπίαο απμάλεη γεσκεηξηθά κε ην βάζνο. Η θαηαλνκή ησλ δαπαλψλ ελφο εξεπλεηηθνχ γεσζεξκηθνχ ζπλεξγείνπ ηνπ ΙΓΜΔ γηα γεψηξεζε 600 m κε κέζε απφδνζε 13,5 m/day θαηαλέκεηαη σο εμήο (Φπηίθαο, 1998): Ακνηβή πξνζσπηθνχ 58% Τιηθά αλαιψζηκα 16% Αληαιιαθηηθά 2% Μεηαθνξηθά 1% Παξνρή ππεξεζηψλ 4% Απνζβέζεηο 10% Γεληθά έμνδα 9% Ο ρξφλνο θαηαλεκήζεθε σο εμήο: δηάηξεζε 62%, ζσιήλσζε 10%, ζπληήξεζεεπηζθεπή 6%, κεηαθνξά-εγθαηάζηαζε-απνζπλαξκνιφγεζε γεσηξππάλνπ 9%, πξνβιήκαηα γεσηξήζεσλ 10%, δηάθνξα 3%. 146

157 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 7 ΓΙΑΓΡΑΦΙΔ Ή ΚΑΣΑΓΡΑΦΔ Έλλνηεο θιεηδηά: Γηαγξαθία, ειεθηξηθή αληίζηαζε, αθηίλεο γ, θπζηθφ δπλακηθφ, λεηξφληα 7.1 Γηαγξαθίεο ή θαηαγξαθέο Οη δηαγξαθίεο ή θαηαγξαθέο (well logging) ζηηο γεσηξήζεηο ζπλίζηαληαη ζην θαηέβαζκα επαίζζεησλ δηαηάμεσλ (δέθηεο) ζε αζσιήλσηε γεψηξεζε θαη ζηε ζπλερή θαηαγξαθή δηαθφξσλ παξακέηξσλ θαη απνζθνπνχλ: ζηε ζπιινγή ρξήζηκσλ πιεξνθνξηψλ γηα ηε ζέζε ησλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ, ηελ θίλεζε ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ, ηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ πεηξσκάησλ θαη ηελ θαηαζθεπή ηεο γεψηξεζεο. Οη δηαγξαθίεο είλαη αξθεηέο θνξέο έλα πνιχηηκν εξγαιείν γηα ηε ζπιινγή πξφζζεησλ γεσινγηθψλ ή θαη γεσηερληθψλ ζηνηρείσλ θαηά κήθνο ηεο γεψηξεζεο θαη πεξηβάιινλ απηήο. Πην αλαιπηηθά, κπνξνχλ λα δηεξεπλεζνχλ: 147

158 - ε ζέζε ησλ πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ (άξα βνεζνχλ ζηε ζσζηή ηνπνζέηεζε ησλ θηιηξνζσιήλσλ) - ε αιαηφηεηα θαη ε ζεξκνθξαζία ηνπ λεξνχ - ην πνξψδεο, ν βαζκφο θνξεζκνχ θαη ε δηαπεξαηφηεηα - δψλεο πδξνθνξίαο - δψλεο ξεγκάησλ ή έληνλεο αιιαγήο πνηφηεηαο γεσπιηθψλ - θελά εδάθνπο - ην βάζνο ηνπο βξαρψδνπο ππνβάζξνπ - ε ζηξσκαηνγξαθία - δνκή ιφγσ θαθήο δεηγκαηνιεςίαο - ε ηερληθή θαηάζηαζε ηεο γεψηξεζεο. ηνλ εμνπιηζκφ εθηέιεζεο ησλ δηαγξαθηψλ πεξηιακβάλνληαη: Ο δέθηεο, ν νπνίνο πεξηέρεηαη ζε κηα νβίδα (probe) πνπ θξεκηέηαη απφ θαιψδην πνπ θαηεβαίλεη ζηελ αζσιήλσηε γεψηξεζε. Ο κεηαηξνπέαο ζήκαηνο Ο θαηαγξαθέαο Ο θηλεηήξαο γηα λα θαηεβαίλεη ε νβίδα θαη ν κεηξεηήο βάζνπο Χο δέθηεο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζνχλ: Ηιεθηξφδηα γηα ηε κέηξεζε ηνπ ειεθηξηθνχ δπλακηθνχ θαη ηεο αληίζηαζεο Θεξκηθνί δέθηεο Μαγλεηηθνί Αθνπζηηθνί Ραδηελεξγνί Οπηηθνί Μεραληθνί 148

159 ρ. 7.1: Καηαγξαθή θαη επεμεξγαζία ησλ απνηειεζκάησλ ησλ δηαγξαθηψλ κε θνξεηφ εμνπιηζκφ. Πίλ. 7.1: Δίδε δηαγξαθηψλ θαη ε δηεζλήο νλνκαζία. 149

160 Οη κεηξήζεηο επεξεάδνληαη φρη κφλν απφ ηηο ηδηφηεηεο ηνπ γεσινγηθνχ ζρεκαηηζκνχ, αιιά θαη απφ ηνλ πνιηφ εληφο ηεο γεψηξεζεο (Παπαδφπνπινο, 2010). Η εηδηθή αληίζηαζε ηνπ πνιηνχ είλαη ζπγθξίζηκε κε απηήλ ηνπ λεξνχ ηνπ πδξνθνξέα ζε πδξνγεσηξήζεηο. Σν βάζνο έξεπλαο θζάλεη κέρξη έλα κέηξν απφ ην ηνίρσκα ηεο γεψηξεζεο. πλήζσο εθαξκφδνληαη δηαηάμεηο, ψζηε λα εμαζθαιηζζεί ην απαξαίηεην βάζνο θαη λα πξνζδηνξηζζεί αμηφπηζηα ε αληίζηαζε ηνπ γεσινγηθνχ ζρεκαηηζκνχ. Να ζεκεησζεί φηη ε εθηέιεζε δηαγξαθηψλ ζεζκηθά εηζάρζεθε κε ηελ ππνπξγηθή απφθαζε (ΦΔΚ 292/ ), αιιά δελ έρεη θαζηεξσζεί ππνρξεσηηθά σο αλαπφζπαζην ηκήκα ηεο θαηαζθεπήο κηαο πδξνγεψηξεζεο. Τπάξρνπλ πνιιέο κέζνδνη δηαγξαθηψλ (Πίλ. 7.1), νη νπνίεο κπνξεί λα δηαρσξηζζνχλ ζε ηξεηο κεγάιεο θαηεγνξίεο: 1) ειεθηξηθέο, 2) αθηηλνβνιίαο, θαη 3) αθνπζηηθέο. 7.2 Καηαγξαθέο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο Απνηειεί κηα απφ ηηο παιαηφηεξεο κεζφδνπο δηαγξαθηψλ θαη ζπλίζηαηαη ζηε ζπλερή θαηαγξαθή ηεο εηδηθήο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο (resistivity log) ησλ πεηξσκάησλ.. ρ. 7.2: Γηαγξαθία κε ηε κέζνδν ηεο εηδηθήο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο. 150

161 Η εηδηθή αληίζηαζε είλαη ην αληίζηξνθν ηεο αγσγηκφηεηαο (ζηεξεά πιηθά πεηξσκάησλ έρνπλ κηθξή αγσγηκφηεηα θαη ε παξνπζία λεξνχ απμάλεη ηελ αγσγηκφηεηα). Άξα ε ηθαλφηεηα κεηαθνξάο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ζε έλα γεσινγηθφ ζρεκαηηζκφ ζρεηίδεηαη κε ηελ παξνπζία λεξνχ κέζα ζε απηφλ. Η αληίζηαζε ησλ πεηξσκάησλ ζρεηίδεηαη κε ην πνξψδεο, ηε δηάηαμε ησλ θφθθσλ, ηε ζεξκνθξαζία, ηελ πεξηεθηηθφηεηα ηνπ λεξνχ ζε άιαηα. Οη πδξνγνλάλζξαθεο, ηα γιπθά λεξά θαη ηα ζθιεξά πεηξψκαηα (αζβεζηφιηζνη, ζπκπαγείο ςακκίηεο) εκθαλίδνπλ κεγάιε εηδηθή ειεθηξηθή αληίζηαζε, ελψ νη άξγηινη θαη ε άκκνο κε αικπξφ λεξφ εκθαλίδνπλ ρακειέο ηηκέο εηδηθήο αληίζηαζεο (ρ. 7.2). Η αλσηέξσ κέζνδνο ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηνλ εληνπηζκφ πδξνγνλαλζξάθσλ (φζν απμάλεη ε πεξηεθηηθφηεηα ζε πδξνγνλάλζξαθεο ελφο ζρεκαηηζκνχ, ηφζν απμάλεη θαη ε εηδηθή ειεθηξηθή αληίζηαζε), ηνλ εληνπηζκφ πδξνπεξαηψλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ, θαζψο θαη ηελ εθηίκεζε ηνπ πνξψδνπο ελφο πεηξψκαηνο. 7.3 Καηαγξαθέο λεηξνλίσλ (neutron log) Η κέζνδνο ζηεξίδεηαη ζηελ εθπνκπή λεηξνλίσλ απφ κηα ξαδηελεξγή πεγή θαη ηελ θαηαγξαθή απηψλ πνπ επηζηξέθνπλ ζηνλ δέθηε. Νεηξφληα πνπ θηλνχληαη κε κεγάιεο ηαρχηεηεο, φηαλ ζπγθξνπζζνχλ κε άηνκα πδξνγφλνπ (Η 2 ) επηβξαδχλνληαη θαη απνξξνθψληαη απφ απηά κε ηαπηφρξνλε εθπνκπή αθηίλσλ γ. 151

162 ρ. 7.3: Μέζνδνο δηαγξαθίαο κε εθπνκπή λεηξνλίσλ ζε αιινπβηαθνχο ζρεκαηηζκνχο. Η απνξξφθεζε είλαη πην κεγάιε ζηα θνξεζκέλα ζε λεξφ πεηξψκαηα, απ φηη ζηα αθφξεζηα (ρ. 7.3). Απηφ νθείιεηαη ζηελ αθζνλία αηφκσλ Η 2 ζηα θνξεζκέλα πεηξψκαηα, ιφγσ ηεο παξνπζίαο λεξνχ. ηνλ Πίλαθα 7.2 θαίλνληαη νη θαηαγξαθέο λεηξνλίσλ ζε δηάθνξνπο ιηζνινγηθνχο ζρεκαηηζκνχο. 7.4 Καηαγξαθέο αθηηλνβνιίαο γ (gamma ray log) Η κέζνδνο ζπλίζηαηαη ζηε ζπλερή κέηξεζε ηνπ αθηηλνβνιίαο πνπ εθπέκπεηαη, ιφγσ ηεο παξνπζίαο αζηαζψλ ηζνηφπσλ 40 Κ (θάιην), 258 U (νπξάλην) θαη 232 Th (ζφξην). Η αλίρλεπζε γίλεηαη κε ηε βνήζεηα ελφο απαξηζκεηή θξνχζεσλ πνπ ελεξγνπνηείηαη απφ ηελ αθηηλνβνιία γάκκα. Ο απαξηζκεηήο απνηειείηαη απφ έλα αληρλεπηή αθηηλνβνιίαο γάκκα θαη έλα εληζρπηή. H θπζηθή αθηηλνβνιία γ είλαη κεγαιχηεξε ζηνπο αξγηιηθνχο ζρεκαηηζκνχο απφ εθείλε ησλ αλζξαθηθψλ πεηξσκάησλ θαη άκκσλ. Τςειέο ηηκέο ηεο αθηηλνβνιίαο κπνξεί λα θαηαγξαθνχλ θαη ζε ςακκίηεο ή άκκνπο κε κεγάιε πεξηεθηηθφηεηα ζε 152

163 θαιηνχρνπο άζηξηνπο, καξκαξπγίεο, ξαδηελεξγά λεξά θ.ιπ. Αηηία είλαη ε κεγαιχηεξε ζπγθέληξσζε ξαδηελεξγψλ ζηνηρείσλ ζηα αξγηιηθά νξπθηά. Η κέζνδνο δίλεη πιεξνθνξίεο γηα ηε ιηζνινγία (ρήκαηα 7.4, 7.5 θαη 7.6) θαη εθαξκφδεηαη γηα ηνλ δηαρσξηζκφ ζηξσκάησλ άκκνπ θαη ζρηζηνιίζσλ, ηνλ πξνζδηνξηζκφ ιηγλίηε, αλπδξίηε θαη άιισλ ζρεκαηηζκψλ κε ξαδηελεξγά νξπθηά, θαζψο θαη ηελ αλίρλεπζε αλζξαθηθψλ νξπθηψλ (Παπαδφπνπινο, 2010). Σν δηάγξακκα λεηξνλίσλ είλαη αληίζηξνθν σο πξνο ην δηάγξακκα θπζηθήο αθηηλνβνιίαο γ, φπσο πξνθχπηεη απφ ηνλ Πίλ Πίλ. 7.2: Καηαγξαθέο λεηξνλίσλ ζε δηάθνξνπο ιηζνινγηθνχο ζρεκαηηζκνχο (Καιιέξγεο, 2000). ρεκαηηζκφο Καηαγξαθή Νεηξνλίσλ (θξνχζεηο αλά min) Καηαγξαθή θπζηθήο αθηηλνβνιίαο (θξνχζεηο αλά min) Άξγηινο Πάξα πνιιέο Πνιχ ιίγεο ρηζηφιηζνο Πάξα πνιιέο Πνιχ ιίγεο Λεπηφθνθθνο άκκνο Πνιιέο Λίγεο Υνλδξφθνθθνο άκκνο Λίγεο Πνιιέο Φακκίηεο Λίγεο Πνιιέο Υάιηθεο Πνιχ ιίγεο Πάξα πνιιέο Αζβεζηφιηζνη Πνιχ ιίγεο Πάξα πνιιέο 153

164 ρ. 7.4: Γηαγξαθία κε ηε κέζνδν θπζηθήο αθηηλνβνιίαο θαη ζχγθξηζε κε ηε ιηζνινγηθή ηνκή ηεο γεψηξεζεο. ρ. 7.5: Γηαγξαθία κε ηε κέζνδν αθηηλνβνιίαο γ θαη ζχγθξηζε κε ην πνξψδεο (Φπηίθαο & Αλδξίηζνο, 2006). 154

165 ρ. 7.6: Γηαγξαθία κε ηε κέζνδν αθηηλνβνιίαο γ θαη ζχγθξηζε κε ηελ παξνπζία πδξνθφξσλ ζηξσκάησλ (Γεδνκέλα Κ. Βνπδνχξε). 7.5 Καηαγξαθέο ίδηνπ δπλακηθνύ (Spontaneous Potential log, SP log) Η εθαξκνγή ηεο κεζφδνπ ηνπ ίδηνπ δπλακηθνχ (αλαθέξεηαη σο θαηαγξαθή SP) απαηηεί ηε ζπλερή κέηξεζε ηνπ θπζηθνχ ειεθηξηθνχ δπλακηθνχ. Δληνπίδνληαη πδξνπεξαηέο δψλεο, φξηα ζηεγαλψλ (άξγηινη) θαη πεξαηψλ ζρεκαηηζκψλ (άκκνη), θαζψο θαη ε παξνπζία πδξνγνλαλζξάθσλ. Οη κεηξήζεηο γίλνληαη ζε milli-volts (mv) θαη παίξλνληαη απφ έλα βνιηφκεηξν πνπ ζπλδέεηαη ζε δχν ειεθηξφδηα, εθ ησλ νπνίσλ ην έλα γεηψλεηαη θαη ην άιιν θαηεβαίλεη ζηελ αζσιήλσηε γεψηξεζε. Πξφβιεκα παξεκβνιψλ πθίζηαηαη απφ παξαζηηηθά ξεχκαηα π.ρ. απφ ειεθηξηθέο γξακκέο πςειήο ηάζεο. 155

166 Η αλάγλσζε ησλ θακππιψλ SP γίλεηαη αλάινγα κε ηηο ζεηηθέο ή αξλεηηθέο απνθιίζεηο απφ κηα απζαίξεηε βαζηθή ηηκή (γξακκή) πνπ ζπλδέεηαη κε έλα ζηεγαλφ ζρεκαηηζκφ. Η κνξθή ηνπο ζπλδέεηαη κε ην ιφγν αιαηφηεηαο (ή ηεο αληίζηαζεο) ηνπ πνιηνχ θπθινθνξίαο ηεο γεψηξεζεο πξνο εθείλε ηνπ λεξνχ ηεο γεψηξεζεο. Σν δεμηφ φξην κηαο θαηαγξαθήο SP, ππνδειψλεη αδηαπέξαηα πεηξψκαηα (άξγηινο, ζρηζηφιηζνο, θ.ά.), ελψ ην αξηζηεξφ φξην ππνδειψλεη πδξνπεξαηά ζηξψκαηα (άκκνο, θαξζηηθνπνηεκέλνο αζβεζηφιηζνο θ.ά.). Η ειεθηξνκαγλεηηθή είλαη άιιε κηα κέζνδνο, θαηά ηελ νπνία δεκηνπξγείηαη κε ηε βνήζεηα πνκπνχ ειεθηξνκαγλεηηθφ πεδίν πςειήο ζπρλφηεηαο, κε απνηέιεζκα ηε δεκηνπξγία επαγσγηθνχ ξεχκαηνο. Σν ξεχκα απηφ δεκηνπξγεί δεπηεξεχνλ ειεθηξνκαγλεηηθφ πεδίν κε ζπλέπεηα ηελ εκθάληζε ηάζεο ζην πελίν ηνπ δέθηε, ε νπνία είλαη αλάινγε ηεο αγσγηκφηεηαο ηνπ γεσινγηθνχ ζρεκαηηζκνχ. 7.6 Αθνπζηηθή δηαγξαθία (sonic log) H κέζνδνο ζηεξίδεηαη ζηε ζπλερή κέηξεζε ηεο ηαρχηεηαο ππεξήρσλ (ρ. 7.7). Ο ρξφλνο δηέιεπζεο ησλ ππεξήρσλ κέζα ζε έλα γεσινγηθφ ζρεκαηηζκφ εμαξηάηαη απφ ηε ιηζνινγία θαη ην πνξψδεο θαη ηελ παξακνξθσζηκφηεηα ηνπ ζρεκαηηζκνχ. Ο ρξφλνο απμάλεη κε ηελ παξνπζία πδξνγνλαλζξάθσλ. Γίλεη πιεξνθνξίεο γηα ηε κεραληθή θαηάζηαζε ηεο βξαρνκάδαο θαη ην πεδίν ηάζεσλ ζε κηα πεξηνρή. Υξεζηκνπνηείηαη επίζεο ε κέζνδνο γηα ηνλ εληνπηζκφ δηαξξήμεσλ, δηαθιάζεσλ θαη εγθνίισλ, ηδίσο ζε αλζξαθηθά πεηξψκαηα. Καιχηεξα απνηειέζκαηα επηηπγράλνληαη απφ ηελ ηαπηφρξνλε εθαξκνγή δχν κεζφδσλ, π.ρ. ακκνχρα ζηξψκαηα πνπ πεξηέρνπλ πθάικπξν λεξφ εκθαλίδνπλ κηθξή ηηκή ηεο εηδηθήο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο, ελψ εκθαλίδνπλ κεγάιν αξλεηηθφ ίδην δπλακηθφ. πλεπψο, ε εθαξκνγή ησλ δχν κεζφδσλ, ζα δψζεη θαιχηεξα απνηειέζκαηα ζηνλ πξνζδηνξηζκφ ησλ ζηξσκάησλ απηψλ (Aιεμφπνπινο, 2001). 156

167 ρ. 7.7: Καηαγξαθή ηεο ζσιήλσζεο γεψηξεζεο κε ρξήζε αθνπζηηθήο δηαγξαθίαο. Δθηφο ησλ αλσηέξσ θαηαγξαθψλ, ρξεζηκνπνηνχληαη θαη θαηαγξαθέο ζεξκνθξαζίαο (temperature log), δηακεηξήκαηνο γηα ηελ θαηαγξαθή ηεο δηακέηξνπ ησλ γεσηξήζεσλ (caliper log), θαηαγξαθέο αγσγηκφηεηαο ξεπζηνχ (fluid conductivity), ηαρχηεηαο ξνήο (fluid velocity) θαη θαηαγξαθέο ζσιήλσζεο (casing logging). πλεζέζηεξε εθαξκνγή θαηαγξαθψλ εληφο ζσιελσκέλσλ γεσηξήζεσλ είλαη απηή γηα ηνλ θαζνξηζκφ ηεο θαζεηφηεηαο ηεο γεψηξεζεο θαη ηεο κέηξεζεο ηεο δηακέηξνπ ηεο ζσιήλσζεο. Γειαδή, νη θαηαγξαθέο εληφο ζσιελσκέλσλ γεσηξήζεσλ ζθνπεχνπλ ζηνλ ηερληθφ έιεγρν απηψλ ή ζηνλ εληνπηζκφ πξνβιεκάησλ πνπ εκθαλίδνληαη θαηά ηε ιεηηνπξγία ηνπο. Γηα παξάδεηγκα, ε θαηαγξαθή ηζηκέλησζεο απνζθνπεί ζηνλ έιεγρν ηεο πνηφηεηαο ηνπ ηζηκέληνπ, θαζψο θαη ηεο πνζφηεηαο ηεο ηζηκέλησζεο. Η θαηαγξαθή θαζεηφηεηαο απνζθνπεί ζηνλ θαζνξηζκφ ηεο θιίζεο, ηεο θαηεχζπλζεο θαη ηνπ πξαγκαηηθνχ βάζνπο ηεο γεψηξεζεο (Κειεζίδεο θ.ά., 2009). Δπίζεο, κε ηελ θαηαγξαθή ζεξκνθξαζίαοαγσγηκφηεηαο κπνξεί λα αληρλεπζεί ε είζνδνο πθάικπξνπ λεξνχ ζε κηα πδξνγεψηξεζε. 157

168 Σέινο, ππάξρεη δπλαηφηεηα ηειενπηηθήο θαηαγξαθήο (television logging) κέζσ ςεθηαθήο θάκεξαο θαη εηδηθνχ θσηηζκνχ πνπ θαηεβαίλεη ζηε γεψηξεζε. Με ην ζχζηεκα απηφ επηηπγράλεηαη ε έγρξσκε απεηθφληζε ηεο γεψηξεζεο ζηελ νζφλε ηνπ ειεθηξνληθνχ ππνινγηζηή θαη ε εθηχπσζε θσηνγξαθηψλ ή ε εγγξαθή ζε video. Έηζη θαηαγξάθεηαη ην εζσηεξηθφ ηεο γεψηξεζεο θαη εληνπίδνληαη νη ελαιιαγέο ησλ γεσινγηθψλ ζρεκαηηζκψλ, ελψ επηζεσξνχληαη νη ζσιήλεο θαη ειέγρεηαη θαηαζθεπαζηηθά ε γεψηξεζε. 158

169 159

170 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Αγγειάθνπ, Γ., Γθεθίδεο, Γ. (2006): Μειέηε θαη πεξηγξαθή ππξελνιεπηηθψλ γεσηξήζεσλ. Γηπισκαηηθή εξγαζία. Σκήκα Γεσινγίαο, ΑΠΘ. Aιεμφπνπινο, Απ. (2001): Τδξνγεσινγία-Τδξνγεσηξήζεηο. Δθπαηδεπηηθέο ζεκεηψζεηο, Σκήκα Γεσινγίαο, Δζληθφ Καπνδηζηξηαθφ Παλεπηζηήκην Αζελψλ. Αλαγλσζηφπνπινο, Α., Αλδξένπ Π.: Δπηηφπνπ Γνθηκέο. εκεηψζεηο Γ.Π.Μ..: 'ΥΔΓΙΑΜΟ ΚΑΙ ΚΑΣΑΚΔΤΗ ΤΠΟΓΔΙΧΝ ΔΡΓΧΝ', 'ΓΟΜΟΣΑΣΙΚΟ ΥΔΓΙΑΜΟ ΚΑΙ ΑΝΑΛΤΗ ΣΧΝ ΚΑΣΑΚΔΤΧΝ', ρνιή Πνι. Μερ/θσλ, ΔΜΠ. Αλησλάθνο, Α., Λακπξάθεο, Ν., Βνπδνχξεο, Κ Η ρξήζε ηεο πνιπθξηηεξηαθήο αλάιπζεο θαη ησλ Γεσγξαθηθψλ πζηεκάησλ Πιεξνθνξηψλ γηα ηελ επηινγή θαηάιιεισλ ζέζεσλ γηα ηελ αλφξπμε λέσλ πδξνκαζηεπηηθψλ έξγσλ ζην Ννκφ Κνξηλζίαο. Πξαθηηθά πλεδξίνπ «Γε θαη Θάιαζζα ηεο Κνξηλζίαο». ΔΓΔ, Σφκνο XXXXI/I, 2008 (ππφ έθδνζε). Anonymous (2006). Suggested on application of geophysics to rock engineering. International Society for Rock Mechanics. Βαβιηάθεο, Δ. (1998): Δθπιεθηηθά ζπζηήκαηα χδξεπζεο. Δθεκεξίδα Καζεκεξηλή, Αθηέξσκα «Η ηερλνινγία ησλ Αξραίσλ Διιήλσλ», ζει Βαθεηάδεο, Π. (1977): Η ηερληθή ησλ πδξνγεσηξήζεσλ. Δθδφζεηο Γηαρνχδε- Γηαπνχιε. Θεζζαινλίθε, ζει Bierschenk, W.H., Wilson, G.R. (1961): The exploration and development of groundwater resources in Iran. In Symposium of Athens: Groundwater in arid zones. Publication No 7, International Association of Scientific Hydrology 2, Βνπδνχξεο, Κ. (2008): Τδξνγεσινγία Πεξηβάιινληνο-Τπφγεηα λεξά θαη Πεξηβάιινλ. Δθδφζεηο Σδηφια, Θεζζαινλίθε. Γεκφπνπινο, Γ. (2007): Γεσινγηθέο κειέηεο ηερληθψλ έξγσλ-τδξνγεσινγηθέο κειέηεο. Δθδ. Αδειθψλ Κπξηαθίδε. Θεζζαινλίθε. Driscoll, F.G. (Editor) (1986): Groundwater and Wells. New York: Reynolds Guyar, ISBN Huisman, L. (1972): Groundwater recovery. Winchester Press. New York, p

171 Instituto Geológico y Minero de España (IGME) (2001): Groundwater- A natural underground resource. Καιιέξγεο, Γ. (1999): Δθαξκνζκέλε Πεξηβαιινληηθή Τδξνγεσινγία. Σφκνο Α. ΣΔΔ. Aζήλα. Kariotis, Th. (2006): Soil sampling and variability. Cost Action 629. Biogeochemical dynamics: from soil to groundwater. Κειεζίδεο, Β.Υ., Υαηδεζηάκνπ, Β., Νηηνχδε, Ν., Κνπκάθεο, Ν. (2009): Σξφπνη βειηίσζεο ηερληθψλ αλφξπμεο πδξνγεσηξήζεσλ. Οξπθηφο Πινχηνο 153, Keys, W.S. (1968): Well logging in groundwater hydrology. Groundwater, Vol. 6, No 1, Κνχθεο, Γ., Υξηζηνδνπινπνχινπ, Α. (1997): Δδαθηθνί θαη βξαρψδεηο ζρεκαηηζκνί. Δθδφζεηο Παλεπηζηεκίνπ Παηξψλ. Κνχθεο, Γ., ακπαηαθάθεο, Ν. (2002): Σερληθή Γεσινγία. Δθδφζεηο Παπαζσηεξίνπ. Παλά, Δ., Βνπδνχξεο, Κ. (2008): Η πδξνδφηεζε ηεο πφιεο ηεο Κνξίλζνπ απφ ηελ αξραηφηεηα έσο ζήκεξα. Πξαθηηθά πλεδξίνπ «Γε θαη Θάιαζζα ηεο Κνξηλζίαο». ΔΓΔ, Σφκνο XXXXI/I, 2008 (ππφ έθδνζε). Παπαδήκνπ, Γ.Λ. (1974): Σα πδξαπιηθά έξγα παξά ηνπο αξραίνπο. Αζήλα, Έθδνζε ΣΔΔ. Παπαδφπνπινο, Σ. (2010): Δηζαγσγή ζηε Γεσθπζηθή. Δθδφζεηο Νέσλ Σερλνινγηψλ. Αζήλα. ηακαηάθε,. (2003): Σερλνινγία γεσηξήζεσλ. Δθπαηδεπηηθέο ζεκεηψζεηο. ΔΜΠ, Σκήκα Μεραληθψλ Μεηαιιείσλ-Μεηαιινπξγψλ. νχιηνο, Γ. (2009): Γεληθή Τδξνγεσινγία. Σφκνο Β. University Press. Θεζζαινλίθε. Todd, D.K. (1980): Groundwater hydrology, 2 nd edition, John Wiley, New York. Σζηακπάνο Γ. Γεσεξεπλεηηθέο Δξγαζίεο. εκεηψζεηο Γ.Π.Μ.. 'ΥΔΓΙΑΜΟ ΚΑΙ ΚΑΣΑΚΔΤΗ ΤΠΟΓΔΙΧΝ ΔΡΓΧΝ', 'ΓΟΜΟΣΑΣΙΚΟ ΥΔΓΙΑΜΟ ΚΑΙ ΑΝΑΛΤΗ ΣΧΝ ΚΑΣΑΚΔΤΧΝ', ρνιή Πνι. Μερ/θσλ, ΔΜΠ. Σζνπηξέιεο, Υ. (1971): Γεηγκαηνιεπηηθέο γεσηξήζεηο. Σκήκα Μεηαιιεηνιφγσλ Μεηαιινπξγψλ, ΔΜΠ, ζει Verfel, J. (1989): Rock grouting and diagram wall construction. Developments in Geotechnical Engineering, Vol. 55. Elsevier. 161

172 Φπηίθαο, Μ. (1998): Σερληθή γεσηξήζεσλ. Δθπαηδεπηηθέο ζεκεηψζεηο. Σκήκα Γεσινγίαο ΑΠΘ. Φπηίθαο, Μ., Αλδξίηζνο, Ν. (2004): Γεσζεξκία. Δθδφζεηο Σδηφια. Θεζζαινλίθε. Υξεζηάξαο, Β. (2002): Δξγαζηεξηαθέο θαη επί ηφπνπ δνθηκέο Δδαθνκεραληθήο. ΣΔΔ, Αζήλα. Wyllie, M.R.J. (1963): The fundamentals of well log interpretation. 3 rd Edition, Academic press, New York, 238 p. 162

173 163

174 ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ 1. Έγθξηζε ηερληθώλ πξνδηαγξαθώλ θαηαζθεπήο έξγσλ πδξνγεώηξεζεο (ΦΔΚ 292/2003) 2. Πξνκειέηε πεξηβαιινληηθώλ επηπηώζεσλ γηα ηελ θαηαζθεπή θαη ιεηηνπξγία πδξεπηηθήο γεώηξεζεο 3. Σερληθέο πξνδηαγξαθέο θαηαζθεπήο πδξνγεώηξεζεο 4. Πξνδηαγξαθέο Γεηγκαηνιεπηηθώλ Γεσηξήζεσλ 5. Καηεγνξία πνηόηεηαο δεηγκαηνιεςίαο 6. Δξγαζηεξηαθέο δνθηκέο δεηγκαηνιεπηηθώλ γεσηξήζεσλ Παξάξηεκα

175 165

176 166

177 167

178 168

179 169

180 170