Геологическое строение.
В структурно-тектоническом отношении зона проектируемых сооружений Зарагижской МГЭС относится к сводовой части Аргуданской гемиантиклинали, осложняющей в этом районе общий структурный план Северо-Кавказской моноклинали. Аргуданская гемиантиклиналь (структурный нос) полого (5-10°) погружается в северо-восточном направлении.
В зону влияния проектируемых сооружений попадут коренные отложения миоцена и плиоцена, а также четвертичные образования.
Геологическая карта площадки размещения сооружений Зарагижской МГЭС масштаба 1:10000 приведена на чертеже 1878-03-2. Инженерно-геологические разрезы площадки размещения сооружений Зарагижской МГЭС, зарисовки расчисток и условные обозначения к ним приведены на чертеже 1878-03-3.
В пределах изучаемого участка коренные отложения представлены:
Майкопская серия миоцена (РIII-NImk), представленная глинами, слагает наиболее древние породы в пределах рассматриваемого участка. Глины обнажаются в бортах отводящего канала Аушигерской ГЭС, а в пределах низких террас реки Черек подсечены скважинами №№ 4, 16 и 20. Мощность отложений до 140 м (по архивным данным).
Конский и сарматский ярусы миоцена (NIs)нерасчлененные, в верхней части разреза представлены известняками-ракушечниками, в нижней - светло-желтыми, плотными, песчанистыми глинами с маломощными прослоями мергелистых песчаников. Известняки-ракушечники обнажаются в цоколе V террасы в районе геодезического репера №10 и вскрыты скважиной №11. Глины подсечены скважинами №№12 и 13 в пределах низких террас на глубинах, соответственно, 3.5 и 8.2 м. Мощность отложений до 570 м (по архивным данным).
Мэотический и понтический ярусы плиоцена (NI-NIIm-p),отложения которых обнажаются по левому и правому бортам долины р. Черек, в виде неразмытых «останцов» малопрочных конгломератов буровато-рыжего цвета. В составе отложений преобладают гальки известняков юрских и меловых пород на песчано-глинистом цементе. На низких террасах кровля описываемых отложений подсечена скважинами №№ 13, 18, 15 и 19 на глубинах, соответственно, 3.6, 3.7, 6.4 и 8.8 метров. Мощность отложений по данным бурения – 4.6 м, по архивным данным - до 300 м.
Четвертичные отложения развиты более широко и представлены несколькими генетическими разностями.
Делювиальные отложения (dlsQIII), представлены суглинками и глинами лессовидными, макропористыми, просадочными, слагающие покровы высоких террас. Мощность отложений 3.7 – 8.2 м.
Аллювиальные отложения высоких и низких террас (аQIII, аQIV)представлены галечниками преимущественно магматических пород в среднезернистом песчаном заполнителе, с включением валунов до 15-20%, с линзами и прослоями песка, полимиктового, среднезернистого. Вскрытая мощность отложений до 32 м.
Делювиально - пролювиальные отложения (d-рQIII-IV), сформировавшиеся за счет размыва и переноса временными водными потоками первых двух разновидностей. Среди них выделяются суглинки и глины с примесью гальки и мелких валунов от единичных обломков до 30-50%, реже валунно-галечниковые отложения в суглинистом и песчано-суглинистом заполнителях. Доминируют в подножьях склонов высоких террас. Мощность отложений до 5 м.
Гидрогеологические условия участка
В пределах изучаемой территории развит водоносный комплекс четвертичных отложений, в котором выделяются два водоносных горизонта.
1. Водоносный горизонт,приуроченный к современным аллювиальным валунно-галечниковым отложениям высокой поймы и низких террас реки Черек (аQIV). По данным разведочного бурения и наблюдениям в выемках зеркало этих вод, располагается на глубинах от 0.63 м до 1.7-2.0 м от дневной поверхности, воды гидравлически связаны с рекой. Питание горизонта происходит, в основном, за счет инфильтрации из реки и инфильтрации атмосферных осадков.
По химическому составу эти воды классифицируются как хлоридно- гидрокарбонатно-сульфатные кальциево-магниево-натриевые, с минерализацией 0.7 – 1.1 г/л и pH7.3 – 7.9. По степени агрессивности к бетону марки «W4», эти воды классифицируются как неагрессивные. Результаты химического состава подземных вод приведены в Приложении 2.
2. Воды верхнечетвертичных отложений (аQIII), приуроченные к нижним интервалам верхнечетвертичных валунно-галечниковых отложений. Нижним водоупором для них являются глинистые отложения сарматского и майкопского ярусов. Питание этого водоносного горизонта также осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. Водоносный горизонт маломощный, характеризуется весьма малой водообильностью, дебит двух родников, имеющих сезонный характер и разгружающихся в подножье уступа V террасы, не превышает 0.05-0.1 л/сек.
По данным разведочного бурения скважины №11 зеркало этих вод на V террасе располагается на глубине 19.37 м (503.5 м абс. высоты).
По результатам гидрогеологического исследования грунтов коэффициент фильтрации для современных валунно-галечниковых отложений составил 30 м/сут, а для делювиальных лёссовидных суглинков он варьирует от 0,76 до 1,8 м/сут. В качестве расчетного значения для делювиальных лессовидных отложений в естественном залегании рекомендуется принять Кф=1.0 м/сут.
Физико-механические свойства грунтов основания
Физико-механические свойства рыхлых и скальных пород изучались в полевых условиях, а также в лаборатории «Севкавтисизпроект» в г. Пятигорске и в центральной геотехнической лаборатории ОАО «Институт Гидропроект».
В лабораторных условиях, на образцах четвертичных и коренных пород, были выполнены определения физических характеристик. Всего опробовано 46 образцов.
На монолитах связных грунтов изучались прочностные и деформационные свойства методом компрессионных и сдвиговых испытаний.
На образцах полускальных и скальных пород проведены определения временного сопротивления сжатию Rсж и растяжению Rраст.
Помимо лабораторных исследований, плотность и гранулометрический состав рыхлых отложений изучались в полевых условиях, в шурфах и расчистках.
Фактические данные определений физических характеристик грунтов приведены в Приложении 4.
3.6.1. Четвертичные отложения
Четвертичные породы представлены гравийно-галечниковыми отложениями аллювиального генезиса высоких и низких террас aQIV,aQIII, делювиально-пролювиальными отложениями временных водных потоковd-pQIII-IV, сложенными суглинками, супесями и глинами с галькой, реже – валунно-галечными отложениями с песчано-суглинистым заполнителем, а также лессовидными делювиальными суглинкамиdlsQIII.
Гранулометрический состав песчаного заполнителя аллювиальных валунно-галечниковых и гравийно-галечниковых отложений по результатам лабораторных определений методом рассева на ситах представлен в таблице 3.2.
Таблица 3.2
|
№ п/п |
Страти-графичес- кий индекс |
Лабораторное наименование грунта |
Содержание фракций (мм) в %% | |||||
|
10 |
10-2 |
2-0,5 |
0,5-0,25 |
0,25-0,1 |
0,1-0,001 | |||
|
1 |
aQIV |
песок средней крупности |
0.7 |
1 |
24.3 |
42.7 |
16.3 |
15.0 |
|
2 |
песок гравелистый |
65.5 |
5.5 |
8.5 |
10.0 |
4.5 |
6.0 | |
В таблице 3.3 приведены осредненные показатели физических свойств всех литологических разностей связных грунтов делювиально-пролювиального d-pQIII-IV генезиса, представленных суглинками, супесями и глинами, а также лессовидных суглинков и глин в составе делювиальных отложенийdlsQIII, распространенных на участке проектируемого гидроузла.
Таблица 3.3
|
Индекс |
Грунт |
Показатели свойств | |||||||||||||
|
W, д.ед |
плотность, г/см3 |
e |
Sr |
пластичность |
| ||||||||||
|
|
d |
s |
WL |
Wp |
Ip |
Il | |||||||||
|
d-pQIII-IV |
супесь |
0.13 |
1.72 |
1.52 |
2.69 |
0.772 |
0.45 |
0.22 |
0.17 |
0.05 |
-0.70 | ||||
|
суглинок |
0.23 |
1.79 |
1.45 |
2.73 |
0.877 |
0.71 |
0.35 |
0.20 |
0.15 |
0.22 | |||||
|
глина |
0.25 |
1.76 |
1.41 |
2.74 |
0.948 |
0.73 |
0.39 |
0.20 |
0.19 |
0.29 | |||||
|
dlsQIII
|
суглинок |
0.17 |
1.72 |
1.48 |
2.73 |
0.844 |
0.53 |
0.34 |
0.19 |
0.14 |
-0.19 | ||||
|
глина |
0.18 |
1.80 |
1.53 |
2.74 |
0.790 |
0.62 |
0.39 |
0.20 |
0.18 |
-0.13 | |||||
Валунно-галечниковые и гравелистые прослои в составе делювиально-пролювиальных отложений d-pQIII-IVхарактеризуются следующим гранулометрическим составом, с преобладанием (по данным пробам) галечниковой фракции (>10 мм в количестве 62-64 %), а в отдельных случаях – мелких песчаных фракций (0.1-0.005мм в количестве 40-53 %).
Осредненные данные рассева приведены в таблице 3.4.
Таблица 3.4
|
№ п/п |
Страти-графичес- кий индекс |
Лабораторное наименование грунта |
Содержание фракций (мм) в %% | |||||
|
10 |
10-2 |
2-0,5 |
0,5-0,25 |
0,25-0,1 |
0,1-0,001 | |||
|
1 |
d-pQIII-IV |
Песок гравелистый |
48.5 |
5.75 |
8.0 |
7.0 |
5.25 |
25.5 |
Результаты полевых определений плотности четвертичных грунтов приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5.
|
№ выработки |
Интервал опробования |
Местоположение |
Индекс |
Описание грунта |
Определение плотности | ||
|
объем пробы, кгм3 |
вес грунта |
плотность г/см3 | |||||
|
Расч. № 5 |
0.6-0.8 |
Трасса напорного трубопровода |
d-pQIII-IV |
Галечник с песчано-суглинистым заполнителем |
0.018 |
34.54 |
2.03 |
|
Шурф № 4а |
0.3-1.0 |
Деривационный канал |
d-pQIII-IV |
Суглинок с галькой и валунами |
0.1925 |
384.2 |
1.99 |
|
Шурф № 3 |
0.6-1.0 |
Деривационный канал |
aQIV |
Валунно-галечниковый грунт |
0.454 |
1012.5 |
2.23 |
|
Шурф № 2 |
0.4-1.0 |
Деривационный канал |
aQIV |
Валунно-галечниковый грунт |
0.516 |
1121.3 |
2.17 |
|
Шурф № 6 |
0.3-1.0 |
Трасса холостого сброса |
d-pQIII-IV |
Суглинок с галькой и валунами |
0.398 |
803.5 |
2.02 |
По результатам полевой разборки построены
графики гранулометрического состава
крупнообломочных грунтов (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Графики гранулометрического состава грунтов.