Файл: М.Д. Скурский Обоснование сущности, последовательности, методов и методики, объемов работ инженерно-геологического обеспечения проектирования строительства, реконструкции.pdf

1

Практическая работа № 3

Цель работы: обосновать сущность, последовательность, методы, виды и методику, объемы работ инженерно-геологического обеспечения проектирования строительства, реконструкции, содержания и ремонта автомобильной дороги, мостового перехода.

Аудиторные занятия – 6 часов Самостоятельная работа студентов – 9 часов

При выполнении настоящей работы необходимо исходить из того, что масштаб, методы, виды, методика, объемы работ по инженерногеологическому обеспечению строительства указанных линейных сооружений (по инженерно-геологическим изысканиям) зависят от:

-стадии проектирования;

-типа и степени капитальности линейного сооружения;

-сложности инженерно-геологического строения территории;

-изменчивости состава, состояния и физико-механических свойств грунтов [14].

Основным инструктивным и направляющим документом к выполнению настоящей практической работы является СНиП [45]. При решении поставленных в практической работе задач необходимо руководствоваться излагаемыми настоящими методическими указаниями, в которых использованы нормативно-методические и инструктивные документы и литературные источники. Из рекомендуемых нормативнометодических документов следует использовать, прежде всего, новейшие издания.

1. Инженерно-геологические изыскания для разработки инженерного (рабочего) проекта

Основные слагаемые инженерно-геологических изысканий: ин- женерно-геологическая (при необходимости инженерно-геокриологи- ческая) съемка, геофизические, гидрогеологические, аэрогеологические исследования (изыскания), лабораторные и полевые испытания грунтов, стационарные наблюдения.

2

1.1. Инженерно-геологическая съемка

Инженерно-геологическую съемку следует рассматривать как основной метод полевых работ по инженерно-геологическому обеспечению дорожных работ (инженерно-геологических изысканий), как комплексную геологическую, геофизическую, геокриологическую съемку с привлечением аэроизысканий с необходимым объемом маршрутных, горных, буровых, полевых и лабораторных работ по тщательному всестороннему изучению грунтов основания линейных сооружений.

Чаще съемку называют инженерно-геологической, а геофизические, геоморфологические, гидрогеологические, геокриологические, аэрогеологические исследования являются ее составными частями. Однако в сложных, к примеру гидрологических, геокриологических, условиях следует предусмотреть в качестве самостоятельных гидрогеологическую, геокриологическую съемки.

Инженерно-геологическую съемку предусматривают и характеризуют как первоочередную работу по инженерно-геологическому обеспечению дорожных работ, так как она дает возможность в относительно короткие сроки выявить общие черты инженерно-геологических условий изучаемой территории и правильно наметить разведочные, гидрогеологические и другие работы, дополняющие и уточняющие данные съемки.

Вначале обосновывают тот или иной конкретный масштаб инже- нерно-геологической съемки. Его выбор зависит от стадии проектирования, типа и степени капитальности линейного сооружения, сложности инженерно-геологического строения (инженерно-геологических условий – гидрогеологических, геокриологических и др.) конкретного фрагмента сооружения, изменчивости состава, состояния и физикомеханических свойств грунтов, степени инженерно-геологической изученности территории трассы. Последняя определяется в немаловажной мере густотой сети ранее проведенных геологических маршрутов и точек наблюдений по ним, также густотой (частотой) ранее пройденных горных выработок и скважин (табл. 1, 2) [45, табл. 6.1, 7.1].

Примечание: на участках развития геологических и инженерногеологических процессов, распространения специфических грунтов и со сложными инженерно-геологическими условиями необходимо располагать поперечники из 3-5 выработок и увеличивать ширину инже- нерно-геологической съемки.

При съемках масштаба 1 : 200000 точки геологических наблюдений, в том числе горные выработки на местности, располагаются вдоль оси трассы в среднем через каждые 1-2 км, при съемках масштаба 1 : 100000 – через каждые 0,5-1 км, при съемках масштаба 1 : 50000 – через каждые 250-500 м, при съемках масштаба 1 : 25000 – через каждые 125-250 м, при съемках масштаба 1 : 10000 – через каждые 50-100 м [21; 45]. Ширину притрассовой полосы линейных сооружений следует принимать 200-500 м.

Приведенные таблицы и пояснения позволят обосновать выбранный масштаб инженерно-геологической съемки. При инженерногеологических изысканиях для разработки проекта разрешается (преду-

4

сматривается) выполнение инженерно-геологической съемки исследуемой территории притрассовой полосы линейных сооружений в масштабах 1 : 10000 – 1 : 2000.

Укажите в отчете, что выполнение инженерно-геологической съемки будет проводиться на топографической основе, масштаб которой на одну ступень крупнее масштаба съемки.

В ситуации, когда в обоснованном вами масштабе инженерногеологической съемки ранее уже были проведены значительные, но недостаточные работы, предусмотрите в этом же масштабе инженерногеологическое доизучение. Недостаточность ранее проведенных работ по инженерно-геологической съемке и другим видам работ с точки зрения прежних и новых нормативных документов, как правило, всегда усматривается в производственных проектах, отчетах по отсутствию или использованию недостаточного комплекса геофизических методов, по отсутствию аэрогеологических, аэрогеофизических изысканий, а также по недостаточности буровых скважин и горных выработок, аналитических полевых и лабораторных работ и т.д. На территории, где ранее пройдено даже достаточное количество выработок, дополнительно предусмотрите контрольные выработки на участках с ожидаемыми изменениями инженерно-геологических условий. Выработки и точки наблюдений сгустите на участках со сложными инженерногеологическими условиями и в местах сочленений различных геоморфологических элементов и типов ландшафтов.

Количество точек наблюдений, в том числе горных выработок, скважин (их размещение на графическом материале) для инженерногеологической съемки обоснованного вами масштаба в пределах границ территории вашего фрагмента трассы определите в зависимости от категории сложности инженерно-геологических условий с учетом степени обнаженности исследуемой территории на основании [45, табл. 6.1, 7.1]. С глубинами выработок определитесь с помощью [45] и другой рекомендованной литературы.

По трассам внеплощадных коммуникаций горные выработки разместите на графике вдоль основного направления трассы на участках с характерными почвенно-грунтовыми условиями, также в местах перехода через речные долины, лога и овраги.

Горные выработки предусмотрите также в пределах характерных элементов рельефа на склонах, террасах, в русле или тальвеге (вдоль линии, соединяющей самые глубокие части русла реки).

5

Вцелом по трассам внеплощадных коммуникаций размещение и глубины горных выработок на участках индивидуального проектирования и возведения малых искусственных сооружений регламентиру-

ются [16, с. 39-40; 45].

Всоставе работ необходимо предусмотреть также для исследования мест перепускных труб по одной скважине под каждую трубу. Проходку слабого грунта следует осуществлять полностью с заглублением в подстилающий его слой на 1-2 м.

По трассам внеплощадных коммуникаций глубины горных выработок примите до 5 м, но не менее 1-2 м ниже глубины сезонного промерзания глинистых грунтов или уровня грунтовых вод при расположении уровня в пределах указанных глубин [16; 45].

На участках переходов трасс через водотоки, лога и овраги глубины выработок примите не менее 5 м, в местах возможного устройства мостовых переходов, путепроводов, глубоких выемок не менее 10 м, а

сучетом конкретных инженерно-геологических условий и более [16]. На участках с неблагоприятными физико-геологическими явле-

ниями горные выработки предусмотрите не менее чем на 5 м ниже зоны их развития: плоскостей скольжения (ложа) оползневых тел, поверхностей раздела подвижных и неподвижных частей тела осыпей, предполагаемой глубины карстообразования и пр.

На болотах предусмотрите выработки глубиной на 1-2 м ниже кровли минерального дна. Укажите, что при этом проходка буровых скважин будет сопровождаться послойным описанием торфа с указанием (определением) степени разложения, плотности и состава.

На участках расположения специфических грунтов, развития опасных геологических процессов и индивидуального проектирования предусмотрите отдельные поперечники из 3-5 выработок, а также уменьшите расстояние между выработками и увеличьте их глубину согласно требованиям [45].

Вдоль фрагмента дороги или по мостовому переходу вами в предыдущих работах показаны на графических приложениях и изложены в тексте сведения по участкам с различными инженерно-геологическими условиями. Все это позволяет обосновать здесь по каждому участку вашего фрагмента трассы или мостовому переходу густоту горных выработок и скважин, указать их глубины на графике и по тексту, интервалы отбора проб горных пород (грунтов) из них для лабораторного

6

изучения их физико-механических, водно-физических и других свойств

[1; 3, с. 384; 16; 20, с. 65-101; 21, с. 32-34; 24, с. 163; 47, с. 380].

Из табл. 1, 2 видно, что далеко не все точки инженерногеологических наблюдений по маршрутам при съемке заверяются горными выработками, скважинами. Поэтому в практической работе обоснуйте и изложите методику проведения маршрутных исследований, существо инженерно-геологического описания на маршрутных точках наблюдений. Также обоснуйте необходимость проходки горных выработок и скважин, какие инженерно-геологические исследования вы предусматриваете в них.

При введении в состав работ по инженерно-геологическому обеспечению дорожных работ инженерно-геологической съемки укажите основной документ при ее проведении (полевой дневник) и требуемое содержание в нем инженерно-геологических записей (маршрутных наблюдений) по ходу маршрутов, а также порядок и содержание документации горных выработок, полевых исследований грунтов.

Виды, объемы полевых и лабораторных исследований изложены далее в п. 1.6.

Характеристику состава полевых работ при инженерногеологической съемке изложите в соответствии с [13, с. 103-130; 35,

с. 36-39; 30, гл. 2; 31; 34, с. 71-84; 45].

Инженерно-геологические изыскания мостовых переходов на стадии технического (инженерного) проекта на выбранном варианте заключаются в следующем.

Цели инженерно-геологических изысканий: получение инженер- но-геологических материалов, необходимых для разработки схемы и конструкции моста, подходов к нему, защитных и регуляционных сооружений; обеспечение планируемого строительства местными ископаемыми строительными материалами.

Задачи инженерно-геологических изысканий: построение детальных инженерно-геологических разрезов по участку мостового перехода, включая подходы к мосту и различные обустройства; изучение месторождений полезных ископаемых строительных материалов, их состава и свойств; определение состава, сложения, состояния и свойств грунтов оснований всех сооружений перехода, выемок на подходах к мосту, карьеров, из которых будут возведены походные насыпи и дамбы, состава вод; детальное изучение развитых на участке перехода различных физико-геологических явлений и процессов [27; 45; 52].

7

В состав инженерно-геологических изысканий входят:

-геофизические исследования;

-разведочное бурение и горнопроходческие работы с отбором образцов грунтов и проб воды из выработок;

-полевые испытания прочности и деформируемости грунтов несущих пластов в массиве;

-режимные гидрогеологические и температурные наблюдения за развитием и протеканием некоторых неблагоприятных геологических процессов;

-лабораторные исследования грунтов и воды.

При этом геофизические исследования проводятся с целью уточнения положения контактов пластов, степени трещиноватости пород, местонахождения, форм и размеров разных образований (полостей, линз льдов и др.) на берегах и в русле реки, а также границ участков, выделенных по особенностям их инженерно-геологических условий.

В пределах проектируемого моста на подходах к нему и в местах размещения проектируемых регуляционных, защитных и других сооружений на каждом из выделенных при выборе варианта перехода участков предусмотрите разведку не менее чем одной-двумя выработками и не реже чем через 200 м на берегах и 100 м в русле реки по протяжению трассы (табл. 3).

При неблагоприятных условиях предусмотрите скважины и на поперечниках к оси моста [7; 27; 52].

В основании подходных насыпей и регуляционных дамб при их высоте до 6 м предусмотрите скважины глубиной 3 м, а при бóльшей

8

высоте – до 6 м. При наличии слабых грунтов проходку их следует предусмотреть на всю мощность, но не более полуторной высоты проектируемой насыпи; участки проектируемых выемок следует разведывать на всю глубину последних плюс 3 м. В пределах моста при благоприятных инженерно-геологических условиях на берегах русла реки нужно закладывать по одной скважине глубиной в песчано-глинистых грунтах не менее 15 м, в русле для среднего моста закладывают 1-2 скважины, для большого моста выработки задают не реже чем через 100 м, но не менее двух, той же глубины, считая от дна реки. В крепкие интрузивные породы скважины следует заглубить не менее чем на 2 м, в эффузивные, метаморфические и осадочные скальные породы – на 5 м, в полускальные валунно-галечные и глыбово-щебенис- тые грунты не менее чем на 10 м. При наличии под скальными, полускальными и крупнообломочными грунтами рыхлых и более мелких по составу отложений глубину скважины увеличивайте на полную мощность грунтов, но не более чем на 15 м. Если для увязки геологического разреза выработок не хватает, следует предусмотреть дополнительные скважины или увеличить их глубину [27]. Предварительно объемы работ на месте расположения моста примите по табл. 4 в зависимости от намеченной длины моста и инженерно-геологических условий.

На подходах в пределах поймы на мостовом переходе количество скважин предусмотрите из расчета одна скважина на 100 м. На воде бурят с понтонов, плотов, льда. Виды испытаний грунтов примите согласно [27].