Файл: Образовательная автономная некоммерческая организация высшего образования Московский открытый институт.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.12.2023

Просмотров: 799

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Тема 9. Назначения и условия проведения исследований
Вопросы темы:
1. Цель исследований.
2. Задачи исследований.
3. Объем исследований.
Вопрос 1. Цель исследований.
Гидрогеологические и инженерно-геологические исследования являются необходимым и обязательным разделом изысканий, проводимых при проектировании инженерных сооружений, мелиоративных систем и объектов сельскохозяйственного водоснабжения. Они проводятся с целью:
1) оценки гидрогеологических и инженерно-геологических условий строительства и эксплуатации сооружений имелиоративных систем;
2) выбора участка строительства сооружений и систем, грунтов для основания сооружений;
3) прогноза возможных гидрогеологических и инженерно- геологических процессов и явлений, которые могут возникнуть в процессе строительства и эксплуатации сооружений и мелиоративных систем (прогнозов режима и баланса грунтовых вод, осадки сооружений, изменения рельефа при мелиорации и др.);
4) выбора необходимых мероприятий по защите сооружений и систем от неблагоприятных процессов.
Сооружение гидротехнических комплексов и мелиоративных систем является наиболее сложным и ответственным видом строительства. Это объясняется, во-первых, тем, что гидротехнические сооружения и мелиоративные системы строятся на территориях и участках, сложных по своим геоморфологическим условиям, и участках, где наиболее интенсивно протекают современные геологические процессы. Во-вторых, в результате строительства гидромелиоративных систем и гидротехнических сооружений резко меняются природные и гидрогеологические условия не только территорий строительства, но и к ним прилегающих участков.
Вопрос 2. Задачи исследований.
Основными задачами гидрогеологических исследований при проектировании мелиоративных систем являются изучение распространения, условий залегания подземных вод, количественная оценка источников питания и расходования подземных, в особенности грунтовых вод; выяснение возможности питания последних за счет

193 нижележащих напорных горизонтов; определение условий залегания, водопроницаемости, водоотдачи, плывучести, просадки набухания, размываемости, тиксотропных и других свойств грунтов, залегающих в пределах мелиорируемой территории.
Мелиоративные системы могут быть осушительными, оросительными и обводнительными.
Осушительные системы. Избыточно увлажненные земли при их сельскохозяйственном освоении требуют создания в корнеобитаемом слое зоны аэрации. Это достигается понижением уровня грунтовых вод до критического уровня, при стоянии выше которого грунтовые воды угнетают растения, что приводит к снижению урожайности. Осушение – отвод избыточных поверхностных и грунтовых вод за пределы осваиваемых земель – производится с помощью открытых каналов
(открытый дренаж) или с помощью закрытых трубопроводов, состоящих обычно из отрезков керамических пористых трубок, укладываемых на проектной глубине в соответствии с принятыми условиями осушения
(закрытый дренаж). Кроме самотечного способа осушения в отдельных случаях может быть использован вертикальный дренаж – откачка воды из скважин. По результатам исследований дается прогноз режима грунтовых вод и изменение поверхности земли при осушении.
Оросительные системы. В условиях недостаточного увлажнения строятся оросительные системы. По системе открытых или закрытых водоводов (каналов, трубопроводов) вода (чаще поверхностная, реже подземная) подается на сельскохозяйственные поля. При этом происходит питание подземных (в основном грунтовых) вод за счет фильтрации воды из каналов и инфильтрации их с орошаемых полей.
Уровень грунтовых вод обычно поднимается, и по достижении некоторой глубины начинается процесс засоления земель. Такую глубину уровня
(около 2,5 – 3,0 м), зависящую от многих факторов, называют критической. Для предупреждения процессов засоления почв параллельно с оросительной строится коллекторно-дренажная сеть, с помощью которой отводится за пределы орошаемых земель часть вод, фильтрующихся из каналов и инфильтрующихся с орошаемых полей. В перспективе оросительные системы должны быть предпочтительно с закрытыми трубопроводами и бетонными каналами. В этом случае повышается коэффициент полезного использования воды и сводится до минимума возможность засоления почв.
По результатам гидрогеологических и инженерно-геологических исследований дается прогноз изменения состояния грунтов в зоне аэрации (просадочность, размыв, набухание) и прогноз изменения режима и баланса грунтовых вод при орошении с целью установления размеров дренажа, оросительных и поливных норм и регулирования режимом грунтовых вод.


194
Обводнительные системы. Основными задачами исследований являются выявление наиболее перспективных для водоснабжения
(обводнения) водоносных горизонтов, оценка эксплуатационных запасов этих горизонтов, условий забора воды из них и качества воды.
Вопрос 3. Объем исследований.
Объем и виды исследований определяются:
1) этапом и стадией проектирования;
2) степенью изученности территории будущего строительства;
3) сложностью строения территории строительства;
4) типом и конструкцией сооружения и характером мелиоративной системы. Методы исследований при каждом виде исследований должны быть эффективными и экономичными.
Этапы и стадии проектирования. Работы, связанные с проектированием мелиоративных систем и гидротехнических сооружений, ведутся в два этапа:
1) Этап предпроектных работ
– схема комплексного использования земель и реки,
ТЭО
(технико-экономическое обоснование).
2) Этап проектирования – стадия технического проекта и стадия рабочих чертежей. В некоторых случаях проектирование небольших систем и сооружений может проводиться в одну стадию – технорабочего проекта.
В соответствии с этапами и стадиями проектирования намечаются в общем виде четыре этапа исследований. Для схемы комплексного использования земель и реки и разработки программ дальнейших исследований производится сбор и обобщение имеющихся материалов по геологическому строению, гидрогеологическим и инженерно- геологическим условиям района. Для этого используются отчеты гидрогеологических станций и карты масштабов 1 : 2 500 000, 1 : 1 000 000, 1 : 500 000, 1 : 200 000. В результате составляется схематическая карта гидрогеологического и инженерно-геологического районирования и пояснительная записка к ней. Для технико-экономического обоснования (ТЭО) целесообразности строительства мелиоративных систем и гидротехнических сооружений, а также выбора наиболее благоприятной территории их расположения обобщаются материалы всех предыдущих исследований
(всех масштабов) и проводятся гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемки (в масштабе 1 :
200 000), геофизические и буровые работы. Для обоснования технического проекта производятся более детальные исследования на выбранной территории для мелиоративной системы и месте расположения будущего сооружения. Проводятся гидрогеологическая и


195 инженерно-геологическая съемки в масштабе 1 : 50 000, геофизические, разведочные, опытные работы, стационарные наблюдения за режимом подземных вод и геологическими процессами. Стационарные наблюдения целесообразно начинать с самых начальных этапов исследований. Дается количественная оценка гидрогеологическим параметрам и качественный прогноз изменения гидрогеологических и инженерно-геологических условий под воздействием мелиоративных систем и гидротехнических сооружений. В стадии рабочих чертежей проводятся опытные и разведочные работы с целью уточнения гидрогеологических параметров, прогнозов по изменению гидрогеологических и инженерно-геологических условий, решаются отдельные вопросы, возникающие в процессе проектирования, выбора наиболее эффективных вариантов работы дренажных сооружений.
Продолжаются стационарные наблюдения за режимом подземных вод, геологическими и инженерно-геологическими процессами. Производится описание и документация всех строительных выработок (котлованов, траншей, тоннелей, колодцев и др.). В некоторых случаях в процессе эксплуатации сооружения производятся стационарные наблюдения за осадкой сооружений.
Степень изученности. По степени изученности районы строительства делятся на изученные, мало изученные и неизученные. Для районов первого типа имеются достаточные материалы гидрогеологических и инженерно-геологических исследований и опыт строительства. Для районов второго типа архивных материалов мало и опыт строительства сооружений недостаточен. В неизученных районах исследования и строительство не производились.
Степень сложности. По степени сложности геологических условий районы несколько условно можно разделить на простые, средней сложности и сложные. В первых коренные породы залегают горизонтальными, выдержанными на большой площади пластами; современные геологические процессы незначительны. В районах средней сложности коренные породы имеют наклонное залегание и меньшую мощность, иногда непостоянную; современные геологические процессы проявляются в большей степени. В сложных районах, где коренные породы дислоцированы (складки, разрывные нарушения) или имеются слабые, невыдержанные грунты, часто линзообразно залегающие; здесь интенсивно проявляются современные геологические процессы
(просадки, карст, овраги).
При разделении орошаемых территорий на простые, средней сложности и сложные за основу принимаются гидрогеологические условия. К простым относятся территории, интенсивно дренированные и дренированные, с пресными грунтовыми водами и незасоленными почвами и другими грунтами. Сюда входят горные склоны и равнины, сложенные трещиноватыми породами, расчлененные предгорные равнины, верхние расчлененные террасы рек, верхние галечниковые


196 части конусов выноса. В группу средней сложности включаются слабодренированные территории при питании грунтовых вод напорными или дренированные территории при наличии щелочных вод, вызывающих содовое засоление, наконец, весьма слабодренированные и бессточные территории при отсутствии как азональных грунтовых вод, так и питания грунтовых вод напорными. К ней относятся нижние и средние сложенные галечниками террасы рек в межгорных впадинах; верхние сложенные галечниками части субаэральных дельт, несовершенные конусы выноса. К сложным территориям отнесены слабодренированные или бессточные территории в условиях питания грунтовых вод напорными водами и развития азональных грунтовых вод.
В группу сложных входят межадырные впадины, средние, нижние и пойменные террасы рек на равнинной части платформ, приморские и древние дельты рек, субаэральные дельты на равнинной части платформ, водораздельные равнины платформ, приморские низменности, аллювиальные широкие равнины, периферические части конусов выноса с тонкозернистыми отложениями.

197
Тема 10. Виды инженерно-геологических исследований и их
содержание
Вопросы темы:
1. Виды инженерно-геологических исследований и их содержание.
2. Гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка.
3. Разведочные работы.
4. Геофизические методы исследований.
5. Опытные полевые работы.
6. Стационарные наблюдения.
7. Лабораторные работы.
8. Камеральные работы.
Вопрос 1. Виды инженерно-геологических исследований и их
содержание.
Задание на проведение исследований выдает проектирующая организация или проектный отдел крупной проектной организации. В соответствии с заданием производятся гидрогеологические и инженерно- геологические исследования. Они включают составление программы исследований, полевые, лабораторные работы, камеральные работы и составление отчета. Работы начинаются с обобщения материалов исследований, проведенных на данной территории ранее. Эти материалы могут представлять собой машинописные отчеты о проведенных работах
(архивные и фондовые материалы) или статьи и монографии
(литературные материалы). Проработка этих материалов является первым и одним из важных разделов исследований. Полно и хорошо проработанный материал предыдущих исследований позволяет целенаправленно составить программу дальнейших работ, избежать дублирования в проведении работ и, в конечном итоге, уменьшить средства и сократить время на проведение исследований. В общем случае в состав исследований входят: гидрогеологическая и инженерно- геологическая съемка, разведочные работы, геофизические работы, опытные полевые работы, стационарные наблюдения, лабораторные работы, камеральные работы.
Вопрос 2. Гидрогеологическая и инженерно-геологическая
съемка.
Гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка должна предшествовать другим видам работ, являясь основой для правильного проведения всех работ, перечисленных выше. Она представляет собой полевое изучение, описание и нанесение на карту элементов гидрогеологических и инженерно-геологических условий исследуемой территории. Выполняется одновременно с геологической съемкой или на


198 геологической основе (карте) того масштаба, что и масштаб съемки.
Топографические карты используются более крупного масштаба.
Масштаб съемки определяется стадией проектирования, типом проектируемых мелиоративных систем и инженерных сооружений, степенью сложности и изученности территории. Для обоснования мелиоративных систем рекомендуются съемки масштабов 1:200 000 и
1:50 000.
При полевых работах по выбранным маршрутам исследуют, описывают и наносят на карту:
1) Виды растительности.
2) Типы и формы рельефа.
3) Состав поверхностных отложений по естественным и искусственным обнажениям.
4) Водотоки, водопункты, источники подземных вод, заболоченные участки.
5) Геологические явления.
6) Местные строительные материалы.
7) Состояние имеющихся на территории инженерных сооружений.
Результаты маршрутных исследований фиксируются в полевых журналах и на полевой карте. При проведении съемки в закрытых районах проходятся скважины, шурфы, расчистки, канавы, а также используются некоторые геофизические методы. В отдельных случаях на площадях с многолетней мерзлотой, в труднодоступной местности при съемках мелкого и среднего масштаба применяются аэровизуальные наблюдения, аэрофотосъемки с использованием ландшафтно-индикационного метода.
Вопрос 3. Разведочные работы.
Разведочные работы по трудоемкости и стоимости занимают обычно первое место в общем комплексе исследований. Они заключаются в бурении скважин, проходке шурфов, шахт, канав и других выработок. Разведочные работы позволяют установить геологическое строение исследуемой территории по глубине на отдельных геоморфологических элементах, распространение по глубине водоносных горизонтов и их уровней, отобрать образцы грунтов, пробы подземных вод для лабораторных исследований их состава и свойств, провести опытные полевые исследования (откачки, наливы и нагнетания воды, опыты на определение сжимаемости и просадочности грунта и др.), проводить стационарные наблюдения за режимом подземных вод.
Разведочные работы применяются в основном при исследованиях для ТЭО и обоснования технического проекта. В зависимости от назначения разведочные выработки делятся на четыре группы:
1) опорные скважины глубиной 300 – 500 м и более для вскрытия и опробования межпластовых вод, залегающих ниже регионального водоупора;