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;
(указанные карты составляются в масштабе 1:5000— 1:10000);
инженерно-геологическая карта портальных участков в масштабе 1:1000—1:2000;
геолого-литологические разрезы разведочных выработок в масштабе не мельче 1 : 500;
инженерно-геологический разрез по оси тоннеля в масштабе —горизонтальный 1:5000 — 1:10000 и вертикальный 1:500 — 1:100 и разрезы по поперечникам;
инженерно-геологические разрезы шахтных стволов и подходных выработок в масштабе 1:200 — 1:500;
графики, расчеты и таблицы гидрогеологических и геофизических исследований;
ведомости лабораторных исследований грунтов и воды;
отчет об инженерно-геологических изысканиях.
3.25. Отчет об инженерно-геологических изысканиях должен содержать те же главы, что и на стадии технико-экономического обоснования.
В отчете должны быть детально освещены вопросы, определяющие условия строительства тоннеля:
наличие селей, оползней, лавин, курумов;
прогноз горного давления и его характер;
ожидаемые водопритоки;
состояние грунтов в зонах тектонических нарушений;
наличие многолетнемерзлых грунтов и их структура;
прогноз развития инженерно-геологических процессов под влиянием строительства тоннеля, возможные газопроявления и их характер;
возможное вскрытие термальных вод;
температура грунтов и подземных вод;
наличие свободной кремнекислоты в грунтах и т.п.
3.26. Отчет об инженерно-геологических изысканиях должен быть рассмотрен на техническом совете организации, производившей изыскания, в присутствии представителей заказчика и проектной организации.
4. ИЗЫСКАНИЯ К РАБОЧИМ ЧЕРТЕЖАМ
4.1. Инженерно-геологические изыскания к рабочим чертежам производятся с целью детализации инженерно-геологических условий строительства отдельных участков трассы, применительно к запроектированным способам работ и конструкциям.
Наиболее важные инженерно-геологические факторы, определяющие условия строительства в данном районе, должны иметь количественную оценку.
Метрополитены
4.2. Инженерно-геологические изыскания на стадии рабочих чертежей должны состоять из:
бурения скважин и проходки разведочных горных выработок;
лабораторных исследований грунтов и подземных вод;
полевых опытных и опытно-фильтрационных работ, камеральных работ.
В сложных инженерно-геологических условиях рекомендуется дополнительно предусматривать опытно-производственные работы (опытное водопонижение, опытное закрепление грунтов и т.п.) и аналоговое моделирование (на ЭГДА, гидро- и электроинтеграторах).
4.3. Наибольшее внимание должно быть уделено участкам, где техническим проектом предусматривается применение специальных способов работ: водопонижения, искусственного закрепления грунтов и проходки с применением сжатого воздуха. На этих участках изысканиями на стадии рабочих чертежей должны быть детализированы следующие вопросы:
литологический и минералогический состав грунта и его изменчивость в зоне подземного сооружения.
изменчивость фильтрационных свойств грунтов в плане и разрезе;
положение водоупоров, их выдержанность по мощности и по простиранию;
дифференциация скоростей движения подземных вод по глубине;
температурный режим массива.
4.4. Число разведочных скважин на линии (в дополнение к пробуренным на предыдущих стадиях) следует принимать:
для метрополитенов мелкого заложения, — до пяти в простых условиях, до 10 в условиях средней сложности и до 20 в сложных условиях;
для метрополитенов глубокого заложениям - до трех в простых условиях, до семи в условиях средней сложности и до 15 в сложных условиях.
4.5. Опытные полевые и опытно-фильтрационные исследования проводятся на участках применения специальных способов работ, распространения слабых по несущей способности грунтов, изменения расположения подземного сооружения в плане или профиле.
Контрольные лабораторные исследования проводятся для грунтов в зоне подземного сооружения
4.6. Для определения влияния на режим подземных вод водопонижения и водоотлива из горных выработок из числа разведочных скважин должны устраиваться стационарные скважины (в дополнение к оборудованным на стадии технического проекта).
Общее число наблюдательных скважин на трассы должно составлять от 2 до 5.
Частота замеров в наблюдательных скважинах должна быть достаточной для выявления закономерностей формирования депрессионных воронок.
4.7. В период камеральной обработки материалов изысканий необходимо составлять:
инженерно-геологические разрезы по осям правого и левого тоннелей в масштабе — горизонтальный 1:2000 и вертикальный 1:200;
инженерно-геологические разрезы по участкам специальных способов работ в масштабе — горизонтальный 1:200 — 1:500 и вертикальный 1:200;
инженерно-геологические разрезы по отдельным сооружениям метрополитена (стволы шахт, станции, эскалаторные тоннели) в масштабе — горизонтальный 1:200 — 1:500 и вертикальный 1:200;
графики и расчеты опытно-производственных работ и моделирования.
4.8. Сведения о тампонаже и координаты разведочных скважин, попадающих в сечение проектируемых выработок или находящихся от них на расстоянии до , направляются строительной организации.
Горные железнодорожные к автодорожные тоннели
4.9. Инженерно-геологические изыскания к рабочим чертежам должны осуществляться по специальной программе, и а них могут включаться:
бурение разведочных скважин;
проходка разведочных горных выработок;
режимные наблюдения;
опытные и исследовательские работы;
камеральные работы.
4.10. В сложных инженерно-геологических условиях в период строительства должны производиться проходка разведочной штольни и бурение горизонтальных разведочных скважин из забоя тоннеля. Забой разведочной штольни должен опережать забой тоннеля не менее чем на . При косогоном расположении тоннеля рекомендуется проходить боковые разведочные штольни.
4.11. Материалы инженерно-геологических изысканий на стадии рабочих чертежей и контрольных инженерно-геологических работ в процессе строительства являются основой для уточнения принятых в техническом проекте конструкций обделок и способов сооружения тоннеля.
4.12. При камеральной обработке материалов изысканий должны производиться:
корректировка инженерно-геологического разреза;
составление графиков режимных наблюдений;
оформление результатов опытных и исследовательских работ.
5 ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАБОТЫ В ПРОЦЕССЕ СТРОИТЕЛЬСТВА МЕТРОПОЛИТЕНОВ И ТОННЕЛЕЙ
5.1. В состав инженерно-геологических работ на строительстве метрополитенов и тоннелей входят: систематическое описание грунтов в забое, своде и стенах выработок, определение крепости и устойчивости грунтов, фиксирование проявлений горного давления, вывалов, переборов, обводненности и газоносности грунтов, способа проходки, состояния временного крепления и постоянной обделки.
В случае несоответствия фактических инженерно-геологических условий данным изысканий инженеры-геологи, составляющие документацию горных выработок, должны информировать о них проектную и строительную организации для внесения изменений, в необходимых случаях, в проектную документацию.
5.2. Периодичность осмотра забоев определяется скоростью проходки, сложностью геологического строения, типом и размером сечения выработки. Забой рекомендуется осматривать:
по перегонным тоннелям метрополитена и котлованам не реже чем через ; по станционным тоннелям метрополитена, горным тоннелям и другим выработкам большого сечения не реже чем через , по стволам и наклонным тоннелям через .
5.3. Результаты инженерно-геологических наблюдений заносятся в полевую книжку в виде записей, зарисовок и фотографий. При составлении документации указываются дата наблюдений, наименование сооружения и выработки и привязка места наблюдения в плане и по высоте.
Записи из полевой книжки переносятся в стандартные бланки зарисовок (приложение 1, 2) или в журнал документации. В конце каждого месяца составляется продольный профиль или развертка по выработке.
5.4. При составлении геологической документации горизонтальных и наклонных выработок грунты должны описываться по забою с добавлением, в необходимых случаях, описания по стенам и своду.
В шахтных стволах документация грунтов составляется по обнаженным стенкам между обделкой и забоем и, если возможно, по забою ствола.
5.5. При описании песчано-глинистых грунтов указываются наименование, литологический состав, консистенция или влажность, цвет, свойства, примеси, включения и изменения этих признаков по сечению выработки, приводятся мощности пластов, линз, пропластков и карманов.
При наличии мерзлых грунтов отмечаются криогенная структура, распространение и мощность льдистых прослоев.
5.6. При описании скальных грунтов указываются их петрографическое наименование, цвет, структура и текстура, минералогический состав, степень выветрелости и мощность пластов, отмечаются трещиноватость, наличие кливажа и кавернозности, крепость грунта, фиксируются все видимые тектоническо-структурные формы (разрывы, складки, зоны дробления, рассланцевания и изменения пород), производятся замеры элементов залегания.
5.7. В описании выветрелости дается характеристика степени выветривания (слабая, сильная), форма его проявления и указывается распространение выветрелости по пласту, контакту, трещине.
5.8. При смене грунтов в разрезе отмечается характер их контакта и указывается вид поверхности контакта (ровный, волнистый, глыбовый, зазубренный, апофизный), измеряется мощность пластов, даек и жил.
5.9. При наличии трещиноватости составляется ее подробная документация. В описании отмечают вид трещин (скрытые, открытые или закрытые), ширину их раскрытия, материал заполнения и поверхность трещин.
Степень трещиноватости грунтов оценивается по числу трещин на один линейный метр (модуль трещиноватости) и по размерам блоков, отделяемых трещинами, согласно табл. 2.
5.10. Крепость грунтов определяется по временному сопротивлению одноосному сжатию и выражается коэффициентом крепости по М. М. Протодьяконову. Коэффициент крепости определяется для каждой петрографической разности грунтов.
Таблица 2
Степень трещиноватости |
Число трещин на |
Характеристика |
Нетрещиноватые |
До 0,5 |
Видимые трещины на обнажении забоя и призабойной части стен отсутствуют. Грунты разбиты на крупные блоки объемом до 10—20 м3 и более |
Слабо трещиноватые |
Свыше 0,5 до 1,5 |
Среднее расстояние между трещинами различных систем и более. Объем блоков грунта, отделяемых пересекающимися трещинами, —0,5— |
Трещиноватые |
Свыше 1,5 до 5 |
Среднее расстояние между трещинами различных систем 0,2—0,7 м. Объем блоков грунта 0,1—0,5 м3 |
Сильно трещиноватые |
Свыше 5 до 30 |
Расстояние между трещинами 0,2—0,05 м. Объем блоков грунта 0,001- |
Раздробленные |
Свыше 30 |
Трещины образуют на обнажении частую сетку. Грунты раздроблены до щебня и дресвы с отдельными глыбами |
Примечание. Число трещин следует определять на двух перпендикулярных плоскостях (например, забой и стена), на длине, превышающей среднее расстояние между трещинами в 8—10 раз. Учитываться должны трещины всех систем, независимо от их раскрытия и заполнения вторичными, менее крепкими образованиями.
Группа грунтов по трудности разработки (категория) определяется в целом для всей массы разрабатываемых грунтов в забое. В случае наличия двух-трех различных между собой групп грунтов дается их соотношение в процентах от площади обнажения.
5.11. Слоистость грунтов, являющаяся одним из факторов, влияющих на устойчивость грунтов, оценивается по шкале:
массивные — мощность слоев свыше ;
толстослоистые — мощность слоев свыше 20 до ;
тонкослоистые — мощность слоев свыше 0,2 до ;
микрослоистые — мощность слоев менее .
5.12. При наличии тектонических нарушений подробно описываются участки, характеризующиеся слабой устойчивостью грунтов, определяется направление смещения при разрывных нарушениях, отмечается наличие зоны измененных и раздробленных грунтов и замеряется ее мощность.
5.13. При составлении инженерно-геологической документации определяется устойчивость лба забоя, кровли и боковых стен выработки, фиксируются проявления горного давления, наличие вывалов и внегабаритных переборов грунта.
Устойчивость грунтов в выработке может ориентировочно оцениваться в соответствии с классификацией, приведенной в табл. 3.
Таблица 3
Степень устойчивости грунтов в выработке |
Инженерно-геологические условия |
Устойчивые |
Грунты крепкие и очень крепкие (f = 5 - 20), нетрещиноватые или трещиноватые, но с благоприятным залеганием трещин. Трещины закрытые или сцементированные вторичными материалами, без следов подвижек. В кровле выработки залегают надежные по устойчивости грунты. Тектонические нарушения отсутствуют или проявляются очень слабо. Капеж отсутствует |
Средней устойчивости |
Грунты крепкие и средней крепости (f = 2 - 5), трещиноватые и сильно трещиноватые, но с благоприятным залеганием. Тектонические нарушения выражены слабо. Консистенция глинистых грунтов твердая или полутвердая. Возможен капеж |
Слабой устойчивости |
Грунты слабые или средней крепости (f = 1,0 - 2,0) трещиноватые с неблагоприятным расположением трещин и сильно трещиноватые. Консистенция глинистых грунтов мягко- и тугопластичная. Тектонические нарушения с капежом или струйчатым водопроявлением. Быстрое отслаивание и вывалы отдельных глыб и кусков грунта |
Совершенно неустойчивые |
Грунты слабые или средней крепости (f = 0,3 - 1,0). Грунты текучей или мягкопластичной консистенции. Грунты сильно трещиноватые выветрелые или раздробленные. Трещины открытые со следами подвижек и тектонического воздействия. Чаще всего водообильные. Несвязные водоносные грунты. Без применения специальных способов проходка невозможна |