3. Проект и рабочая документация

Основные задачи на стадии Проекта и рабочей документации сохраняются, но детальность их разработки существенно выше; соответственно изменяются виды, объемы и методы инженерно-геологических ра­бот. В целом значительно возрастают объемы разведочных гор­ных выработок и бурения, а также специальных натурных геоме­ханических и фильтрационных опытов по определению естествен­ных напряжений, модуля деформации, прочности, упругого отпо­ра, водо- и газопритоков, водопонижения и связанной с ним суф­фозии.

Масштабы съемки: крупномасштабная от 5тыс до 1 тыс. Разработка мероприятий по защите окружающей среды.

Эксплуатационный срок работы тоннеля около 100 лет.

7. Инженерно-геологические изыскания для проектирования трасс каналов разного назначения: стадийность, задачи, содержание и методы исследований.

Иртыш-Караганда(458 км), Волгодонский , им. Москвы.

Виды каналов: 1. Транспортные (судоходные); 2. Ирригационные (оросительные), бывают магистральными и разводящими; 3. Водоотводные (водоснабжение городов, промобъектов и т.п; 4 Отводные (при ГЭС).

Основные проблемы возникающие при использовании каналов:

Подпор грунтовых вод, подтопление и фильтрационные потери (часто вызывает вторичное засоление почв. Инженерно-геол. процессы на каналах разнообразны: 1. Размывы оснований откосов каналов, что приводит к различным деформациям – осыпанию, оползням и т.п.; 2. Просадки лессов в бортах каналов, поэтому каналы делают в две ветки (процессы просадочности являются нестационарными – величины и распределение просадок весьма неравномерны); 3. Суффозия и выщелачивание (при вскрытии водоносных песков за счет подпора вод могут возникать плывуны); 4. Перемещение и аккумуляция наносов, меандрирование русла канала (происходит образование намывных кос и заиливание)

Основные инженерно-геологические и гидрогеологические задачи изысканий трасс каналов и сооружений на них неразрывно связаны на всех стадиях изысканий, но детальность их разработки, состав, виды и объемы работ различаются. Центральным является прогноз инженерно-геологических и гидрогеологических процессов в целях выбора рационального направления трассы; обоснование конструкций и крепления каналов, разработка эффективных инженерных мероприятий по борьбе с фильтрацией и другими негативными явлениями. Существовали также проблемы с гидроизоляцией каналов.

В СССР выделялись следующие 4 стадии:

1. Схема (без проведение изысканий) – включает сбор информации. Проводится районирование территории в масштабе 1:500000

2. Стадия ТЭО. Использование аэро- и фотоматериалов, проводиться пенетрационно-каротажные, геофизические работы. Составляются карты в масштабе от 1:200000 до 1-5 тыс. По результатам стадии ТЭО выдирается трасса канала.

3. Стадия Проекта. Подробное описание всех характеристик (инж-геологич., гидрогеологических и т.п.) + прокладываются дополнительные коммуникации – дороги и т.п. Строятся карты в масштабе 1:25 тыс. – 1:10 тыс.

4. Могут проводится дополнительные работы для более детальной характеристики района и изыскания под конкретные сооружения + специальные инж.-геол. исследования на проблемных (сложных) участках.

Сопровождающая инфраструктура: шлюзы, насосные станции, мосты, дороги.

8. Комплексные исследования в районах создания водохранилищ: методы прогноза возникновения негативных инженерно-геологических, гидрогеологических и геокриологических явлений – основные методы инженерной защиты.

Водохранилища бывают: 1. Энергетические; 2. Транспортные; 3. Водоснабжения 4. Борьбы с паводками

И подразделяются по регулированию стока рек на многолетние, сезонные, суточные

Негативные процессы при создании водохранилищ: 1. Формирование подпора грунтовых и напорных вод, вызывающего подтопление территорий, обводнение и изменение состояния и свойств пород склонов, активизация переработки берегов, возникновение новых процессов выветривания, изменения режима и состояния ММП (если таковые есть), затопление территорий с перспективными месторождениями, засоление земель или их заболачивание, фильтрация в соседние речные долины, изменение сейсмического режима

Основной метод исследования – инж.-геологическая съемка масштаба 25-50 тыс. (на стадии ТЭО – от 1 тыс до 25 тыс.)

Главной задачей комплексных изысканий в районах водохранилищ на всех стадиях, но с разной детальностью является пространственно временной прогноз гидрологических, гидрогеологических, инженерно-геологических и геокриологических процессов и явлений.

Рассмотрим эти исследования на трех стадиях:

1.Предпроектная документацияция - схема возможных неблагоприятных процессов с представлением мероприятий по защите от них

2.Обоснование инвестиций Основная задача – необходимость временного прогноза ожидаемых процессов и явл. По результатам изысканий участки берега разделяются на участка а)которые необх. безусловно защищать б)-\\-\\-\\частично защищать в)не надо защищать

3. Проектной д-ции - Разработка защиты конкретных объектов. Прогноз переработки берегов. Интенсивность этого процесса зависит: 1)волнового режима, ветровым режимом (спрогнозировать сложно) 2) образования и перемещения наносов и отмелей 3)состава и св-в пород, слагающих берега. 4)рельефа (Н и крутизна склонов верхнего и ниж. водохр-ща). 5)ГГ факторов (изм. гидродинам. давления и НДС массива) 6)интенсивности проявления совр. экзогенных процессов.

Прогноз должен характеризовать виды и интенсивность процессов, роль отдельных факторов их развития, использовать в сочетании раз­ные методы в зависимости от вида процесса, степени ответствен­ности за результаты и обосновывать рекомендации по предотвра­щению негативных последствий

Разнообразие инженерно-геологических и гидрогеологических процессов и явлений на водохранилищах, их характера, масшта­ба, интенсивности, значения и мер защиты обязывает к проведе­нию комплексных целенаправленных исследований — климато-гидрологических, гидрогеологических, почвенных и инженерно-геологических, в разумном их сочетании, последовательности и детальности, в зависимости от сложности природных условий, су­ществующей и перспективной освоенности территории, ее ценно­сти, стадии проектирования и эксплуатации водохранилища. Прогноз гидрогеологических и инженерно-геологических процес­сов и явлений, их оценка призваны обосновать системы защитных инженерных экологических и иных мероприятий с детальностью, учитывающей значимость территории или объекта.

Водохранилища делятся по категориям сложности:

1. Весьма сложные – водохранилища, глубиной от 100 м с активными неблагоприятными процессами + просадочными грунтами + если породы высокольдистые.

2. Сложные – глубиной до 100 м. Процессы присутствуют, но не доминируют

3. Простые – на равнинных реках с малыми уклонами без сложных процессов и т.п.

Существует градация водохранилищ по типу:

1. Речные

2. Озерные (большой разлив)

3. Переходные

По площади:

1. Огромные (свыше 5000 кв.км.)

2. Большие (2000-5000)

3. Средние (от 1000 до 2000)

4. Маленькие ? (<10000)

Задачи, которые должны решаться в процессе инж.-геол. изысканий

1. Изучение общей и локальной устойчивости

2. Изучение современной гидрогеологической обстановки и ее прогноз

3. Изучение и оценка устойчивости склонов

4. Изучение физ.-мех. свойств и прогноз возможных процессов суффозии

5. Изучение нестационарного режима является основополагающим

Последнее – мониторинг

9. Инженерно-геологические изыскания для строительства плотин и ГАЭС (гидроаккумулирующая электростанция): задачи исследований на разных стадиях проектирования

Материалы изысканий должны охарактеризовать компоненты геологической среды, прогноз ее изменения под влиянием природных и техногенных факторов; на различных стадиях необходимы изучение и оценка с разной детальностью следующих факторов:

1) деформируемости и прочности неоднородных трещиноватых массивов пород основания и примыканий плотины и других объектов гидроузла с учетом действующих напряжений, изменения свойств от воздействия строительных работ и фильтра­ционных потоков для обоснования: выбора мест и типов сооруже­ний; их надежности; необходимости упрочнения оснований и для решения других проектных задач; особого внимания требует изу­чение основания в закарстованных, многолетнемерзлых, просадочных, растворимых и сильносжимаемых породах;

2) современной устойчивости склонов и прогноза ее измене­ния, включая оползни, обвалы и другие явления, определение степени опасности для сооружений

3) разрывных и складчатых структур, режима и величин их современных движений и напряженно-деформированного состоя­ния массивов пород

4) современных гидрогеологических условий, прогноза возник­новения и режима фильтрационных потоков и потерь в целях определения «силового» и химического воздействия на породы ос­нования и склонов, на активизацию оползней, карста и других процессов, а также для обоснования системы дренажных и противофильтрационных мероприятий;

5) особенностей геологической среды, определяющих инженер­но-геологические критерии сейсмического микрорайонирования, и их разработки;

6) современных экзогенных геологических и инженерно-геоло­гических процессов — оползней, обвалов, курумов, селевых пото­ков, карста и других опасных явлений для сооружений гидроузла и их строительства в целях разработки и своевременного осуще­ствления инженерной защиты.

Для успешного решения поставленных главных задач изыска­ний, от которых зависит уровень проектирования, необходимо изучение следующих вопросов, непосредственно с ними связанных, что позволит более достоверно обосновать оценку:

— стратиграфо-литологическое, фациальное расчленение фор­маций и массивов пород, выявление их изменчивости, основ­ных деформирующих горизонтов, слоев и контактов, завершаемое составлением детальных пластово-структурных карт, особенно не­обходимых для стадий ТЭО и Проекта;

— пространственно-количественный анализ литогенетической, тектонической, экзогенной и техногенной трещиноватости массива

— изучение процессов разгрузки напряжений и выветривания, строения и свойств древних и современных

— инженерно-геологическое и гидрогеологическое обоснование способов производства строительных работ — проходки глубоких котлованов, водопонижения, укрепительных и противофильтрационных инъекций (цементации и др.), возможности создания плотин взрывами и т. п.;

— разработка новых и совершенствование существующих ме­тодов анализа и прогноза: сравнительно-геологического, физичес­кого и математического моделирования применительно к особен­ностям строения геологической среды, процессам и характеру действия техногенных факторов.