Инструкция по инженерно-геологическим изысканиям для проектирования и строительства метрополитенов, горных железнодорожных и автодорожных тоннелей

2.14. Направление маршрутов при описании местности дол­жно обеспечить пересечение основных геоморфологических и геологических границ и их прослеживание на местности.

2.15. Инженерно-геологическая съемка должна выполнять­ся на топографической основе того же масштаба, что и масштаб съемки.

2.16. Метод (или комплекс методов) проведения геофизических работ должен выбираться в зависимости от необходи­мости и возможности решения конкретных задач, возникших при выполнении инженерно-геологической съемки.

Геофизические исследования следует начинать с выполнения параметрических замеров удельных электрических сопро­тивлений и скоростей прохождения упругих волн на характер­ных образцах, изучения геологического разреза у опорных скважин и обнажений с целью получения надежных эталонов для интерпретации последующих измерений.

2.17. Вид горных выработок (канавы, расчистки, шурфы, скважины) и способ их проходки следует выбирать в зависи­мости от состава и состояния вскрываемых грунтов и глубины выработки.

Количество выработок назначается в зависимости от обнаженности площади съемки.

2.18. Горные выработки и буровые скважины должны проходиться с целью:

установления геологического разреза;

установления условий залегания грунтов;

изучения сложения грунтов, в том числе мерзлых;

изучения водного и температурного режимов грунтов;

отбора образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований;

производства опытно-фильтрационных работ;

выявления и оконтуривания зон проявления физико-геологи­ческих процессов;

обоснования интерпретации геофизических работ.

2.19. Горные выработки следует располагать по створам, ориентированным по направлению съемочных маршрутов. Расстояние между створами и расстояние между выработками в створе в зависимости от местных условий определяется про­граммой изысканий.

2.20. На каждом предполагаемом портальном участке дол­жны буриться разведочные скважины — одна-две для съемки масштаба 1:10000 —1:25000 и две-три для съемки масштаба 1:5000 с расположением их по поперечнику.

2.21. Число отобранных образцов грунтов на лабораторные исследования для определения классификационных показате­лей должно быть не менее 6 из каждого слоя (петрографиче­ского типа грунтов).

2.22. При камеральной обработке материалов крупномас­штабной инженерно-геологической съемки должны состав­ляться:

инженерно-геологическая карта и карта фактического материала. При необходимости в том же масштабе составля­ются геоморфоло­гическая и гидрогеологическая карты, карта распространения физико-геологических процессов и явлений и карта — срез на уровне заложения сооружений;

геолого-литологические разрезы (колонки) горных вырабо­ток и буровых скважин в масштабе 1:100 — 1:200;

инженерно-геологические разрезы по оси тоннеля в масшта­бе — горизонтальный 1:5000 или 1:10000 и вертикальный 1:500 или 1:1000;

отчет об инженерно-геологической съемке.

2.23. В тексте отчета должны содержаться следующие гла­вы: введение; физико-географический очерк; геологическое строение; геоморфология; гидрогеологические условия; инже­нерно-геологические условия; месторождения строительных материалов; выводы и предложения.

Вместо главы «Инженерно-геологические условия» допус­кается составление следующих самостоятельных глав: «Инже­нерно-геологическая характеристика грунтов», «Физико-геоло­гические процессы», «Инженерно-геологическое районирова­ние территории».

2.24. Текст отчета должен быть кратким и содержать основные сведения, необходимые для обоснования проектных решений, в том числе:

прогноз естественного развития физико-геологических про­цессов и явлений;

предварительный прогноз развития инженерно-геологиче­ских процессов под воздействием строительства тоннеля;

рекомендации по методам и способам производства горно­проходческих работ.

3. ИЗЫСКАНИЯ К ТЕХНИЧЕСКОМУ ПРОЕКТУ

3.1. Изыскания для разработки технического проекта дол­жны детально оснащать инженерно-геологические условия строительства подземного сооружения с целью окончательно­го размещения сооружения в плане и по глубине, выбора наи­более эффективных способов проходки, типов временного крепления и постоянной обделки, а также давать возможность прогнозировать развитие и масштабы процессов, отрицательно влияющих на условия строительства и эксплуатации подзем­ных сооружений.

3.2. Основой для изысканий к техническому проекту явля­ется утвержденное технико-экономическое обоснование строи­тельства линии метрополитена, горного тоннеля или другого подземного сооружения.

Метрополитены

3.3. В комплекс инженерно-геологических изысканий к техничес­кому проекту должны включаться следующие виды работ:

бурение разведочных скважин;

опытно-фильтрационные работы;

полевые опытные работы;

гидрогеологические режимные наблюдения;

лабораторные исследования грунтов и подземных вод;

геофизические исследования;

камеральные работы.

3.4. Число разведочных скважин на 1 км линии в дополне­ние к пробуренным на стадии технико-экономического обосно­вания должно составлять:

для метрополитенов мелкого заложения 8—10 — для про­стых условий, 10—20 — для условий средней сложности и 20—50 — для сложных условий;

для метрополитенов глубокого заложения до 10 скважин — для простых условий и до 20 — для условий средней сложности. В сложных условиях число разведочных скважин не ограни­чивается и определяется программой изысканий.

3.5. Для отдельных сооружений метрополитена число разведочных скважин должно приниматься:

для станций — до 6 скважин на одну станцию;

для вестибюлей — до 5 скважин на один вестибюль;

для стволов шахт — до 3 скважин на один ствол;

для наклонных эскалаторных тоннелей — до 5 скважин на один тоннель.

При изысканиях для проектирования депо разведочные скважины должны буриться под каждое сооружение (адми­нистративно-бытовой корпус, производственные цеха, мотоде­по и т.п.).

3.6. Полевые опытные работы по определению свойств грунтов должны выполняться для метрополитенов мелкого за­ложения, а также для отдельных сооружений метрополитена — вестибюлей, депо и др.

Полевыми методами испытываются все литологические раз­ности грунтов от поверхности земли до глубины 5—6 м ниже лотка сооружения.

3.7. На участках, где уровень подземных вод залегает выше лотка сооружения, должны производиться опытно-филь­трационные работы. Для проектирования водопонижения объем опытно-фильтрационных работ на 1 км трассы тоннелей принимается (для каждого водоносного горизонта): для простых условий — одна-две опытные кустовые откачки; для усло­вий средней сложности — три-четыре опытные кустовые откач­ки и для сложных условий — пять-шесть опытных кустовых откачек.

Для определения водопритоков в горные выработки из скальных и полускальных грунтов объем опытно-фильтрационных работ на 1 км линии метрополитена следует принимать: опытных кустовых откачек — две; опытных одиночных откачек (наливов) — две.

Для определения водопритоков в ствол шахты должно производиться по одной опытной кустовой откачке из каждого водоносного горизонта, пересекаемого стволом шахты.

При значительной мощности водоносных горизонтов вме­сто опытных откачек должны осуществляться опытные поинтервальные нагнетания воды в скважины в зоне тоннеля.

Для определения изменения фильтрационных свойств водоносных грунтов в разрезе в опытных скважинах при откач­ке или наливе следует производить расходометрию.

3.8. При проектировании искусственного замораживания для определения направления и скорости движения подземных вод следует применять резистивиметрию, метод заряженного тела и индикаторные опыты, а также поинтервально замерять температуру подземных вод.

3.9. Для изучения режима подземных вод из числа разве­дочных скважин должны оборудоваться стационарные сква­жины из расчета не менее одной на 1 км длины тоннелей на каждый водоносный горизонт в пределах зоны подземного сооружения.

Стационарные наблюдения за режимом подземных вод производятся с целью установления: взаимосвязи подземных вод с водами поверхностных водотоков, открытых водоемов и других водоносных горизонтов; данных о положении уровня подземных вод на различные периоды года; скорости и направ­ления потока; изменения химического состава подземных вод.

Замеры должны производиться один-два раза в месяц.

3.10. Геофизические исследования следует применять в комплексе с буровыми работами для решения следующих задач:

оконтуривание погребенных долин размывов в полосе ши­риной до 100 м в каждую сторону от трассы;

выявление погребенных форм карстового рельефа и зон повышенной трещиноватости.

В буровых разведочных скважинах необходимо произво­дить комплекс каротажных исследований для определения участков трещиноватости, мест притока воды в скважины, на­правления и скорости движения подземных вод.

3.11. Лабораторные исследования проводятся с целью по­лучения характеристик состава, физико-механических и тепло-физических свойств грунтов, состава и свойств подземных вод, изучения закономерностей изменения состава и свойств грун­тов и подземных вод в пространстве в пределах зоны подзем­ного сооружения. Число определений каждой характеристики грунта для каждого слоя (инженерно-геологического элемен­та) должно быть достаточным для обработки методами мате­матической статистики и вычисления обобщенных и расчетных показателей.

3.12. В результате камеральной обработки материалов изысканий должны быть составлены: карта фактического материала в масштабе 1:2000; карты кровли различных стратиграфических комплексов в пределах глубин заложения сооружений метрополитена;

геолого-литологические разрезы (колонки) разведочных скважин в масштабе 1:100;

инженерно-геологический разрез по оси трассы в масшта­бе —горизонтальный 1:2000 и вертикальный 1: 200;

инженерно-геологические разрезы по отдельным сооруже­ниям (стволы шахт, эскалаторные тоннели, сооружения депо, вестибюли) в масштабе — горизонтальный 1:200-1:500 и вер­тикальных 1:200;

графики и расчеты параметров водоносных горизонтов по данным опытно-фильтрационных работ;

ведомости лабораторных исследований и полевых испыта­ний грунтов с вычислением обобщенных и расчетных показа­телей;

отчет об инженерно-геологических изысканиях.

3.13. В отчет об инженерно-геологических изысканиях дол­жны включаться те же главы, что и в технико-экономическое обоснование, но с более подробным описанием геологического строения и гидрогеологических условий строительства, с приведением расчетных показателей свойств грунтов. Наиболее важным разделом отчета является глава, посвященная инже­нерно-геологической оценке условий строительства, которая осуществляется применительно к положению сооружений метрополитена в плане и профиле с общими рекомендациями по способам производства работ.

3.14. В отчете об инженерно-геологических изысканиях на территории депо должны быть приведены данные о несущей способности грунтов в основании каждого сооружения.

Горные железнодорожные и автодорожные тоннели

3.15. В инженерно-геологические изыскания к техническо­му проекту должны включаться следующие виды работ:

крупномасштабная инженерно-геологическая съемка на портальных участках и участках шахтных стволов;

бурение и проходка разведочных горных выработок;

гидрогеологические исследования;

лабораторные исследования грунтов и подземных вод;

камеральные работы.

3.16. Инженерно-геологическая съемка на портальных уча­стках и участках шахтных стволов должна выполняться в масштабе 1:1000 или 1:2000 и установить несущую способ­ность грунтов и их устойчивость при сооружении порталов.

Площадь съемки должна быть достаточной для освещения инженерно-геологических условий возможных вариантов размеще­ния порталов тоннеля.

3.17. Число разведочных скважин при глубине заложения тоннеля до 300 м следует принимать:

при длине тоннеля до 300 м - не менее двух вдоль оси тон­неля в простых условиях, не менее трех в условиях средней сложности и не менее четырех в сложных условиях;

при длине тоннеля более 300 м - дополнительно по одной скважине на каждые 200 м тоннеля для простых условий, на каждые 150 м для условий средней сложности и на каждые 100 м для сложных условии. Аналогично определяется число скважин для подходных выработок.

При необходимости на наиболее сложных участках трассы дополнительно бурятся скважины по поперечникам. Число скважин в каждом поперечнике — две-три.

3.18. При глубине заложения тоннеля более 300 м число разведочных скважин определяется программой изысканий в зависимости от сложности инженерно-геологических условий и условий производства изысканий.

При наличии крутопадающих пластов и тектонических нарушений должны предусматриваться наклонные скважины.

3.19. При проектировании шахтных стволов следует бурить не менее чем по одной скважине для каждого ствола.

3.20. В гидрогеологические исследования должны вклю­чаться откачки (наливы, нагнетания) из скважин, определение дебитов поверхностных водотоков (родников, источников), замер температуры подземных и поверхностных вод, отбор проб воды на лабораторные исследования.

Виды и объемы гидрогеологических исследований должны определяться программой изысканий.

3.21. Комплекс геофизических методов следует назначать, исходя из характера решаемых задач и возможности приме­нения того или иного метода в конкретных условиях.

Объем геофизических исследований определяется програм­мой изысканий и корректируется в процессе их выполнения.

3.22. Образцы грунтов следует отбирать из всех литологических разностей, имеющих распространение по трассе тонне­ля. Число определений каждой характеристики грунта должно обеспечить обработку методами математической статистики и вычисление обобщенных и расчетных показателей.

3.23. На стадии технического проекта должны быть орга­низованы режимные наблюдения за поверхностными и подземными водами, а при наличии многолетнемерзлых грунтов — за их температурой и состоянием.

3.24. При камеральной обработке материалов изысканий должны составляться:

карта фактического материала;

инженерно-геологическая карта;

геоморфологическая карта;

гидрогеологическая карта;

карта распространения физико-геологических процессов;

карта—срез на уровне заложения тоннеля;