Задачи инженерно-геологических изысканий при проектировании и строительстве метрополитенов

Основной задачей инженерно-геологических изысканий для обоснования проектирования и строительства метрополитена является комплексное изучение инженерно-геологических условий района, позволяющее правильно и экономично запроектировать, построить и эксплуатировать метрополитен. В результате изысканий должна быть получена информация о строении и составе горного массива, о гидрогеологической обстановке.

На основании анализа материалов, полученных при инженерно-геологических изысканиях, выбирают глубину заложения метрополитена, способы строительства, типы конструкций и т. д.

От точности инженерно-геологических данных зависит безопасность людей, работающих в забое, и сохранность городских наземных зданий и коммуникаций. Поэтому к качеству изысканий в метростроении предъявляют особенно высокие требования.

Изысканиями должны быть установлены следующие основные сведения:

геологическое строение трассы (виды и состав горных пород, характер залегания пластов, их мощность и трещиноватость);

гидрогеологические условия (наличие водоносных горизонтов, глубина залегания уровней подземных вод, направление и скорость движения подземных вод, характеристика водопроницаемости пород, ожидаемые величины водопритоков воды в выработки, температура и химический состав подземных вод);

физико-механические свойства пород;

возможность проявления при строительстве отрицательных процессов (развития большого горного давления, оседаний поверхности над тоннелями, образования вывалов породы в забое, прорывов плывунов).

Изыскания выполняют в три этапа. В начальном, подготовительном, периоде собирают, изучают и обобщают фондовые и литературные материалы по району изысканий и намечают программу работ. Затем, на втором, полевом, этапе работ по разработанной программе ведут инженерно-геологическую разведку (бурение разведочных скважин, геофизические исследования, проходку разведочных выработок, лабораторные исследования грунтов и подземных вод по обр-азцам, отобранным в процессе бурения скважин и проходки выработок). На третьем этапе обрабатывают материалы разведки, завершают лабораторные работы и составляют отчет о проделанной работе.

Основным видом геологической разведки является бурение вертикальных разведочных скважин с периодическим отбором проб грунтов, по которым определяют мощность пластов, их чередование и крепость. Одновременно определяют водоносность слоев отдельно для каждого слоя. В процессе бурения скважины описание встретившихся грунтов и их характеристику заносят в специальный буровой журнал. По данным записей составляют геологические колонки, представляющие собой графическое изображение разреза скважины. В геологических колонках указывают чередование грунтов, встреченных при бурении скважины, мощность их пластов и горизонты (уровни) грунтовых вод. В зависимости от сложности грунтовых условий на 1 км трассы линии метрополитена бурят от 15 до 20 скважин, располагаемых в шахматном порядке относительно будущей оси трассы. На основании геологических колонок, полученных по результатам бурения скважин, расположенных вдоль трассы метрополитена, составляют геологический разрез, который представляет графическое изображение геологических и гидрогеологических условий, в которых будет вестись строительство. Составленные по результатам изысканий отчет и геологический разрез являются одними из основных документов для проектирования линии метрополитена.