Инженерно-геологические исследования для гидротехнического строительства

Инженерно-геологические исследования для гидротехнического строительства проводятся в два этапа: для обоснования проектного задания и для обоснования рабочих чертежей. В отдельных случаях, когда при проектировании сооружений составляется технический проект, проводятся изыскания для обоснования технического проекта. На начальном этапе проектирования (стадия схемы использова­ния реки) обычно производится сбор и обобщение литературных и архивных материалов о природных условиях, а так­же инженерно-геологические рекогносцировки. В резуль­тате рекогносцировки и сбо­ра материалов составляется технико-экономический док­лад, содержащий наряду с другими сведениями краткие данные об инженерно-геоло­гических условиях районов предполагаемого строитель­ства гидроэнергетических со­оружений.

Изыскания для обоснова­ния проектного задания ве­дутся в районе первоочеред­ного строительства. Они делятся на изыскания на нескольких конкурирующих створах и изыскания на выб­ранном варианте створа для обоснования проекта соору­жений. При этом ведется инженерно-геологическая съемка. Участки конкурирующих створов снимаются в зависимости от сложности условий в масштабах 1: 5000 — 1: 25 000. Границы съемки на каж­дом участке створа устанавливаются с таким расчетом, чтобы получить материалы, необходимые для выявления основных законо­мерностей инженерногеологических условий, определяющих выбор типа и конструкции сооружений и их компоновку. Во всех случаях границы съемки не должны приближаться к контурам сооружений на расстояние менее 100—200 м.

На всех конкурирующих створах ведутся разведочные работы. Объем их и виды выработок должны быть такими, чтобы можно было составить достоверный.инженерно-геологический разрез по створу, освещающий геологическое строение долины. Обычно выра­ботки располагают по линии, нормальной к долине реки. Длина створа чаще всего определяется отметками максимального уровня воды в водохранилище.

Разведочные выработки располагаются на всех геоморфологиче­ских элементах долины (в русле, на пойме, речных террасах и в пре­делах коренных склонов долины). Расстояние между выработками изменяется от 100 до 300 м в зависимости от категории сложности инженерно-геологических условий. Глубина выработок должна быть достаточной для выявления рельефа коренных пород под рыхлыми отложениями, установления мощности выветрелой зоны коренных пород, исследования гидрогео­логических условий створа.

Очень эффективно примене­ние наряду с разведочными работами методов электричес­кой разведки. Электроразведка позволяет:

1) установить рельеф поверх­ности коренных пород, зале­гающих под рыхлыми отложе­ниями (ВЭЗ и электропрофили­рование);

2) выявить эрозионные врезы, заполненные аллювием (элект­ропрофилирование);

3) установить зоны повышен­ной трещиноватости и фильтра­ции, а также зоны тектониче­ских разломов (метод ПС).

Для изучения разреза не­скальных отложений применя­ется зондирование. Если в раз­резе аллювия преобладает пес­чаный крупнозернистый и гра-то применяется динамическое пойменных и старичных фаций аллювия, представленных обычно иловатыми и глинистыми отложе­ниями, более эффективным оказывается применение статического зон­дирования. Точки зондирования располагаются через 100—200 м. Исследования водопроницаемости пород на конкурирующих створах выполняются при помощи опытных откачек (в водоносных породах), нагнетаний (в породах, расположенных выше уровня подземных вод) или наливов (в трещиноватых и крупнообломочных породах).

После выбора среди конкурирующих створов одного, наиболее перспективного для строительства,— разведочные выработки рас­полагают в соответствии со схемой компоновки сооружений по их осям и на поперечниках.

Дополнительно к основному створу (по оси плотины) задаются два оконтуривающих створа, отстоящих от основного на 100—200 м. Расположение выработок на оконтуривающих створах должно обес печивать составление разрезов, перпендикулярных оси плотины (поперечников).

Расстояние между выработками и линиями выработок зависит от типов сооружений и сложности инженерно-геологических усло­вий. На участках размещения тяжелых бетонных сооруже­ний оно составляет 50—100 м, на участках земляных соору­жений 100—200 м.

Размещение выработок должно обеспечивать различ­ные варианты компоновки сооружений. Глубина выработок назна­чается с учетом мощности активной зоны под сооруже­нием.

При изысканиях на конкурирующих створах производится опро­бование разведочных выработок и лабораторные определения клас­сификационных показателей свойств пород. Из каждого слоя, выде­ленного при изысканиях, на том или ином створе отбирается для испытаний 10—30 образцов пород. Определяются грануло­метрический состав, объемный вес, естественная влажность, пределы пластичности. Для от­дельных образцов слабых пород 200 производятся определения де­формационных и прочностных свойств.

В ходе исследований на вы­бранном створе породы опро­буются более детально. Для каждого из выделенных предва­рительно петрографических ти­пов делается 25—100 испытаний, необходимых для расчленения активной зоны на инженерно-геологические элементы. При этом для 10—30 образцов про­водятся исследования прочности и сжимаемости, необходимые для подсчета обобщенных и выбора расчетных показателей.

При исследованиях на участке выбранного створа деривационной ГЭС, разведочные выработки располагаются по осям сооружений деривации и напорно-станционных узлов. Расстояние между выработками зависит от типа сооружений и слож­ности инженерно-геологических условий В ходе изысканий чаши водохранилища ведется инженерно-геологическая съемка масштаба 1: 50 000—1: 200 000. На участ­ках, защищаемых от затопления, ведется съемка более крупного масштаба (1: 5000—1: 10 000). Разведочные работы проводятся только по поперечникам, располагаемым на типичных участках, для которых производится расчет переработки берегов. При иссле­дованиях чаши водохранилища широкое применение находят аэро­логические методы, геофизические методы исследований, динамиче­ское и статическое зондирование и другие скоростные методы изы­сканий. В ходе изысканий на территории водохранилища должны быть получены материалы, необходимые для характеристики затоп­ления и подтопления территорий, переработки берегов, всплывания торфяников, фильтрации и др. В процессе съемки и разведки ведутся изыскания месторождений строительных материалов.

После завершения инженерно-геологических исследований состав­ляется

отчет, входящий в проектное задание и включающий: общие геологические условия, инженерно-геологические условия гидро­узла, инженерно-геологические условия водохранилища, строи­тельные материалы, выводы.

На стадии составления рабочих чертежей инженерно^геологиче-ские исследования ведутся на участках основных и вспомогательных сооружений и на отдельных участках водохранилища.

Исследования на участках основных сооружений проводятся только для уточнения данных об инженерно-геологических усло­виях, полученных при изысканиях для обоснования проектного задания. Среди методов инженерно-геологических исследований преобладают разведочные работы и опытные работы по определению свойств пород в массиве или на больших образцах-монолитах.

Разведочные выработки в соответствии с принятой схемой ком­поновки сооружения располагаются в пределах контуров сооруже­ний. Глубина выработки, в зависимости от их назначения, определяет­ся мощностью активной зоны или глубиной заложения цементацион­ных завес, противофильтрационных экранов или зубьев, дренаж­ных устройств.

Примерные расстояния между разведочными выработками, зада­ваемыми на участке основных сооружений, даны в табл. 3.

Таблица 3