28 000 результаты измерений заносятся в электронную память прибора и преобразуются с помощью компьютера в обычные физические величины. Условия работы прибора: температура от – 25 до +70 °С при влажности от 0 до 100 %, точность измерений 0,2 %.

Кроме буровых и шурфовых работ, пенетрометров и установок лопастного типа используют геофизические методы исследований. Эти методы позволяют собирать инженерно-геологическую информацию в пределах широкой полосы варьирования трассы для последующего построения цифровых и математических моделей инженер- но-геологического и гидрогеологического строения местности.

4.5. Инженерно-геологические изыскания на полосе варьирования трассы

Материалы инженерно-геологических Иисследований территории должны обеспечивать составление Дкарт инженерно-геологического

районирования в масштабах 1:50 000 – 1:200 000 на основе использования имеющихся геологических, гидрогеологических и других карт соответствующего масштаба. А

При инженерно-геологическом дешифрировании аэрофотоснимков устанавливают типы геоморфологическихб элементов, контуры генетических и литологических разновидностей грунтов, характер современных физикои-геолог ческих явлений, общие инженерногеологические услов я. Выявляют перспективность и направления наземных маршрутовСдля по ска месторождений строительных материалов и резервов грунта.

Материалы аэрокосмических съемок используют для объектов протяженностью более 100 км. При недостаточном объеме имеющихся материалов, а также в связи с необходимостью их обновления могут быть выполнены рекогносцировочные обследования местности.

В процессе инженерно-геологической рекогносцировки производят визуальный осмотр местности, уточняют данные дешифрирования и предварительную инженерно-геологическую карту в отдельных ключевых местах, отмечают границы неблагоприятных в инженерногеологическом отношении участков, а также границы месторождений и резервов, выявленных по предварительным данным, определяют характерные участки для подробных полевых исследований.

Количество точек наблюдений устанавливают по табл. 4.5 [46].

95

Таблица 4.5

Число точек наблюдений при выполнении инженерно-геологических съемок

При изысканиях для разработки обоснования инвестиций (ОИ) в строительство автомобильных дорог точки наблюдения, в том числе горные выработки, следует размещать в пределах полосы варьирова-

ния трассы вдоль ее оси, по поперечникам, в местах переходов через водотоки и пересечений других сооруженийД, а также на характерных

процессов, распространения специфических грунтов, а также в слож-

ных инженерно-геологических условиях необходимо располагать поперечники из трех-пяти выра оток и увеличивать ширину полосы инженерно-геолог ческой съемки.

Полевые методы сследования грунтов следует использовать для

явления, уточнения и прослеживания границ литологических тел

физических исследований.

Количество точек статического и динамического зондирования должно быть не менее шести на каждом геоморфологическом элементе. Для изысканий грунтово-гидрологических условий полосы варьирования автомобильных дорог проф. А.М. Кулижниковым рекомендована технология выполнения работ с использованием георадаров2.

Аналитически обоснованные границы полосы варьирования

2 FREEPATENT. Класс G01C7/04. Способ инженерных грунтово-гидрологических изысканий автомобильных дорог (РФ № 2109872).

96

трассы заносят в память компьютера, при этом всю полосу варьирования разбивают на зоны с различными грунтово-гидрологическими условиями (например, болотистые, оползневые, карстовые и просадочные участки, участки с обеспеченными и необеспеченными поверхностными стоками и т.д.). Координаты границ зон с различными грунтово-гидрологическими условиями также заносят в память компьютера. В каждой зоне устанавливают расстояния между маршрутами движения вездехода, по которым определяют грунтовогидрологические разрезы. Из рассмотрения в ходе последующих изысканий отбрасываются участки местности, прилегающие к начальной

иконечной точкам трассы и образующиеся границей полосы варьирования и прямыми, направленными под углами 35 – 55° к воздушной

линии. Задают начальное направление движения вездехода в зависимости от рельефа и ситуации, например подИуглом 45° вправо к направлению воздушной линии между начальной и конечной точками трассы. Д

Вездеход с георадаром движется по начальному направлению к

правой границе полосы варьирования трассы, при этом пересекая по возможности самые высокие иАнизкие места рельефа, обходя встречающиеся деревья и другие ситуационные препятствия. По маршруту движения вездехода на экранебдисплея просматривается и записывается на магнитные носители геологический разрез местности, на котором фиксируется иположен е уровня грунтовых вод. При движении вездехода его положен е в декартовой системе координат определяют

изаносят на магнСтные нос тели с использованием систем спутниковой навигации GPS (напр мер, американской «NAVSTAR» или российской «ГЛОНА ») по установленному на вездеходе многоканальному приемнику. Например, приемник ASHTECH Р-12 определяет геодезические координаты с точностью до 5 мм и обладает значительной помехоустойчивостью. Потребляемая приемником мощность

менее 12 Вт, питание осуществляется от сети постоянного тока 10 – 36 В. Помимо маршрутного GPS-приемника в середине полосы варьирования трассы устанавливают базовую станцию DGPS на открытой возвышающейся над окружающей местностью площадке.

При достижении правой границы полосы варьирования трассы вездеход проходит вдоль границы параллельно воздушной линии, связывающей начальный и конечный пункты трассы.

Перед началом, в процессе или после завершения грунтовогидрогеологических геофизических изысканий выполняют контроль-

97

ное бурение, по которому калибруют волновую картину геологического разреза для уменьшения погрешности определения залегания кровли и подошвы грунтовых напластований и положения уровня грунтовых вод. По результатам полевых работ создают интегрированную пространственную математическую модель рельефа, геологии

игидрогеологии местности.

Вместах индивидуального проектирования земляного полотна инженерно-геологические работы выполняют по особым программам. В состав работ включают крупномасштабную инженерногеологическую съемку, горно-буровые работы, геофизическую разведку, полевые методы испытания грунтов. В местах ожидаемого строительства мостов и путепроводов для уточнения типов фунда-

ментов закладывают выработки, применяют геофизические методы разведки и, в частности, пенетрацию. И

Гидрогеологические исследования выполняют для ориентировочной оценки водопроницаемости грунтовД– коэффициента фильтрации. Допускается применение экспресс-откачек в процессе или после

бурения скважин. Количество опытов для водоносного горизонта следует принимать не менее шестиА.

Из каждого водоносного горизонта в пределах взаимодействия автомобильной дороги сбгеологической средой следует отбирать не менее трех проб воды на стандартный химический анализ.

Лабораторные иметоды определения показателей физикомеханических свойств грунтов следует выполнять для классификации грунтов в соответствСс [18]. Количество отобранных в процессе изысканий образцов грунта должно быть не менее шести для каждого основного литологического пласта.

Характеристику состава и состояния крупнообломочных и скальных грунтов определяют по результатам их визуального описания с использованием справочных табличных данных, а также по результа-

там геофизических исследований.

При определении физико-механических свойств грунтов следует также использовать метод инженерно-геологических аналогий.

Прогноз изменений инженерно-геологических и гидрогеологических условий при изысканиях следует осуществлять, как правило, в форме качественного прогноза с использованием сравнительногеологических методов (природных аналогов и инженерногеологических аналогий). Прогноз следует осуществлять на основе обобщения материалов изысканий прошлых лет, материалов аэрокос-

98

мических съемок и данных инженерно-геологического картирования исследуемой территории с учетом результатов рекогносцировочного обследования.

В результате прогноза изменений инженерно-геологических условий в районе изысканий устанавливают:

-возможность возникновения и развития опасных геологических процессов и явлений определенного вида и масштаба;

-направленность и характер возможных изменений состава и состояния грунтов под воздействием природных и техногенных факторов и проявления особых свойств грунтов и их ориентировочные характеристики, а также категорию опасности природных процессов.

Состав технического отчета о результатах инженерно-

при изысканиях дорог является механическое бурение с непрерывным отбором и осмотром керна и взятием образцов (диаметр не менее 100 мм) с ненарушенной структурой. С этой целью применяют ручные мотобуры, работающие шнековым инструментом, или инструменты ручных комплексов, буровые прицепные установки с приводом от бензиновых двигателей и буровые самоходные установки на гусеничном ходу или на базе автомобилей повышенной проходимости.

На трассе дороги, если отсутствуют грунты текучепластичной или текучей консистенции, илы, торфы и им подобные, то буровые скважины устраиваются через 250 – 300 м глубиной до 3 м. Если перечисленные грунты встречаются, то расстояние между скважинами уменьшают до 150 – 200 м. При вскрытии грунтов, практически не обладающих несущей способностью, проходку выполняют на полную мощность с заглублением в несущие грунты на 1,5 – 2,0 м.

99

Если на конкретном участке трассы дороги предполагают устройство выемки, то бурение производят через 100 м глубиной скважин, на 2 м большей проектной глубины выемки, или до скальных грунтов.

Буровые скважины и шурфы закладывают в пределах придорожной полосы шириной до 200 м во всех характерных местах рельефа.

Если обследуемые грунтовые напластования имеют незначительную мощность, а также при невозможности, экономической нецелесообразности использования механических буровых станков закладывают шурфы.

Шурфы закладывают во всех характерных местах рельефа – на водоразделах, склонах, пониженных местах, в тальвегах и оврагах.

При I категории сложности местности по геологическому строе-

ские шурфокопатели, смонтированные на шасси автомобилей высокой проходимости, которые отрывают шурфы круглой формы – «дудки» – диаметром до 80 см и глубиной до 3 м.

Из каждого генетического горизонта в шурфе берут пробы грунтов и монолит. При изучении шурфов записывают в журнал визуальные данные о строении почвенно-грунтового разреза, структуре, составе, плотности, пористости, влажности и окраске отдельных слоев почвы, уровне грунтовых вод и интенсивности их притока. В дальнейшем эти данные уточняют количественными характеристиками в лабораторных условиях по взятым образцам грунта с ненарушенной структурой.

Прикопки глубиной 0,5 – 1,0 м закладывают между шурфами для уточнения мест изменений почвенно-грунтовых условий в среднем

100

через 250 – 300 м. Если прикопка обнаруживает значительные изменения характера залегания грунтов по сравнению с соседним шурфом, то прикопку увеличивают и углубляют, превращая в шурф.

В местах больших сосредоточенных объемов земляных работ и со сложными грунтово-гидрогеологическими условиями инженерногеологические изыскания проводят более детально.

При насыпях высотой до 12 м и косогорности положе 1:3 расстояние между выработками грунта принимается от 200 до 500 м в зависимости от категории местности при глубине выработки не менее 2 м. Нa участках автомобильных дорог при выемках глубиной до 12 м и длинах до 100 м закладывают не менее одной выработки, при длинах выемок 100 – 300 м – не менее двух, а при длинах более 300 м – не менее трех, на глубину сезонного промерзания грунтов и ниже предполагаемой глубины выемки – не менееИчем на 2 м.

Если земляное полотно устраивают на участке с косогорностью круче 1:3, то на каждом поперечнике берутДпо три выработки с расстоянием между поперечниками от 100 до 400 м в зависимости от категории местностиприглубиневыработок не менее5 м от поверхности земли.

Получен первый опыт использованияА георадаров при выполнении изыскательских работ. При изысканиях автомобильных дорог георадарные технологиибпозволяют: устанавливать грунтовогидрогеологические условия местности; определять положение уровней грунтовых вод; оценивать глу ины водоемов или рек в местах будущих мостовых переходов; определять места размещения и размеры инженерных коммунСкац й; разведывать и оценивать запасы полезной толщи в карьерах т.д.

При изысканиях протягивание георадара выполняют ручной буксировкой. Радарограммы по оси трассы в продольном направлении записывают непрерывно при средней длине файлов, соответствующей 200 – 500 м трассы, а в поперечном направлении фиксируют файлы, соответствующие длине поперечника 60 – 200 м. Производительность работ в зависимости от рельефа и залесенности территории достигает до 3 – 5 км в смену.

Результаты изысканий показали, что в лесных районах грунтовогидрогеологические изыскания могут быть проведены только при расчистке створов прохода георадара от валежника. Протягивание георадара по кочковатой местности, по неровностям из заросших травой валунов существенно не сказывается на полученных результатах. Ограничения в применении подповерхностной радиолокации могут

101