Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

48 страниц

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В работе обобщаются приемы и методы прогноза изменения инженерно-геокриологических условий при прокладке трасс линейных сооружений в северотаежной зоне Западной Сибири. Особое внимание обращено на прогноз развития криогенных процессов, которые, как показал опыт строительства и эксплуатации, нередко определяют прочность и устойчивость линейного сооружения.

 Скачать PDF

Оглавление

Введение

     1 Общие положения

     2 Прогноз термовлажностного режима грунтов при строительстве и эксплуатации линейных сооружений

     3 Прогноз процессов пучинообразования в грунтах

     4 Прогноз возникновения и развития термокарста

     5 Прогноз криогенного растрескивания грунтов и расчет вызываемых этим растрескиванием осевых усилий в стенках подземных трубопроводов

Заключение

Литература

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

Методические рекомендации по прогнозу изменения инженерно - геокриологических условий и развития криогенных процессов при линейном строительстве в северотаёжной зоне Западной Сибири

МОСКВА

1976г

МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР

Воеоованый научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО)

Одобрены Ученым советом ВСЕГИН1ЕО

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОГНОЗУ ИЗМЕНЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И РАЗВИТИЯ КРИОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЛИНЕЙНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ В СЕВЕРОТАЕШОЙ ЗОНЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Москва 1976

Таблице I


Прогнозам вакхнвфтяо-надаявциоямеа табанив

ваанаай обвва аотаотвашшх

и антропогенных урочищ и их илдеко

Лихенерво-гаологичаохие уоловая

Характер iMMi

Рвопроотрвваява многолеиаиерь-лых пород (Ш)

Срвдпв-

годовви

тах-ра,

°с

Мопвооть СТС - СМС, н

Уровень

*В*вод,

а

OflIMMIHli

геохогпчеовие

хрецзмх

ожоя оааоа-вого протаивая** -

7ШЙГ

подоталав-цвх пород

_-I_

_г_

_____а._

_*_

- j ]' ■

-8-

. . JL___

-

_____Л_______

др»иа^01*нны* учв01ии о

Отоутогвум

ft»* 0° CMC 1,5-2,5    1-2,5    Отоутотвухг    Нврувеилй    act


Розан* а опбомшш «нам уча а «мама


xBOBaitKH а озвмавша хуотарввчховр-лваМавио-вами а куотармашово-ееленомоио-лмааЪишовымв редхолеомна и редвоотоН-вша лвоама

.    а*,)

Та ва у*откя о траанхо-лодитриховым березовых иедкодаозен

СИЗ

Та хв учаатха о поочаавдн раахувами о отдахмши б*~ реааш.даотвашшпшн.ооома-Mi,xiuttl а фшлмапш травлжБ-голатржхоюго на* земного подрой

Плооааа кочковатые заболоченные участки» рааа полосы отока о хвойными куотвран чвово-ыоховымв редниаин


Лаоа* аалао* Пеоаа ц^а_ а хе


sss*

паоа а оугхже-


То ха


То аа


ТО ха


TO ва    1-2,5


CMC 2,0-4,0    1-2,5


Раалелевва

пооаоа


%SSSaS»aii&m

покрова

>So«B*SSSbvo

• a <мм»и« том*

ого ropHtoatt



Паокн ц/e а

пидевотые,

перекрытые


торфов, КС®

вое!» 0,2-0,5 м


мои** ГД


Паокн ш/г о Передавав а преодолим оу- диявы много-паоа и оуглин- лствинарзлых

отьв х-а а


nr w те


0-2


JSJSSSSSS!'

аао мяогова*-неыерыых пород


То же учаотха о куотзр-оео-травяно-можовыим доками о отдельны->вьяии


начж группа нв де(


-а.


ТО на


Лаван много-аетвемаралых

пород


Оводо 0°. пояихеиве темпарату-

DH NDDUOt

одоев груи-

WU


CMC 0,6-1


о-г

ав^очнваам,

тх пород


МВ дриоетоя, 51а вевехяого


*> вдеоь в ввп вндакоамн обозначены антропогенные урочича, мваанарво-гаохриологичеонва условия которых про гноем руне я аа 1995 г.


4.

I

2

8

Clr’J

То и уедоткя о березовым куотеряичкоао-тревяио-ио-ховни иелколеоьеи

Песня м/а я пылеватые

Песня м/з с

супеси?

суглинке

л

Плоские налкобугрястые учяотки о куотеряичхово-иохово-лвяеаяихоаыыи бу-горквня I 9МВЯК0-М0Х0-

ВНЯЯ ЯОЧЙКЯВ8ЯЯ

Торф мои-

8ПЗ?5.

яа паоках

Пески пылеватые о про-олояяя оупе-ом к суглинка

ш

Та ко участки о хуотар-яичково-травяно-яоховы-ия группировками яа бугорках к тревяно-мохо-вяян яочаяянаяя

То ке

« W Плоские учаоткн о тра-

аяко-ноховыяв группировкам*

Песка пылеватые

Половы к ложбяяы стока о травяно-яоховыяя я куотеряичково-травяно-110Х0ВЫЯИ болотоыя

Торф

5Й Ж,

пеокн ы/ъ о прослоя* оу-пеоя к оуглин-ка

7

Плоокие кочковатые тор-фянякя с коиплекооя куо-

Т0рНИЧКОВС-СфбГНОВО-ЛИ-

нвКннковых сообществ повышенных участков и травяно-моховых сообществ ыочежин

Торф

Торф мощностью до г я,

пеокн ц/э о прослоями супеси и суглинка

Отсутствуют

Перелетки я острове яно-гояетнеяера-дых пород

Ливан я острова иного-летяеиералых пород

Отсутствуют вдя аалогают гдубка 4 я

С поверхности отсутствуют, передатки и линзы в краевых частях болот

Сплошное

__5

6

7

в_ _

9

Близко к 0° СМС 0,5-1,5

0,2

твриомрс»,

мболе«мш

Вмрубка древостой, унячтовенае вааемяого покрова, раерпеиме мшмрзЬеОа в оамке *ор|кмого олок

Близко к 0°

Ж №

0-2

Звбовечвваме,

пучение

КерумениВ кет

Около 0°. поввинве темпера*»* рн верхних олов» грун-

ГА*

СТС 0,5-1 СМС 0,6-Г

0-2

Новообразование многолет-вемерзлых пород

Умвчтомнмз роотаав-аого покрова

Близка к 0° СМС 0,5-1,5

0-2

Термокаро*, •вводачквавяе

Уывчтовенме реоякелз-

ного покрова, разруае-нме мшроралмоа к ошпке торфяного покрова

Около 0°

СМС 0,5-1,5

0-0,5

Пучении; ново-образовашв ИШ

Ненаруаенине к взрумем-

вив уадоткв

от -0,6° до -i;o°

СТС 0.Э-0.7 (до I U)

0-0,5

Термокарст

Нзрувенма net

2


3


■___I

л

Те xe торфяники с комплок- Торф    То    хе    То    хе

оом кустерничково-моховых

группировок повышенных

участков и тревяно-моховых

сообществ мочажин


4


[?']

Те же торфяники с кустар-    _•».

ничково-моховыми группировками на повышенных участках и травяно-моховыми мочажинами


Крупнсбугристые торфяники с комплексом кустарничковоли тайниковых сообществ бугров и травяно-моховых сообществ мочажин


С8аЗ

Те же торфяники с комплексом куотарничково-моховых группировок бугров и травяно-моховых сообществ моча вин


Торф мощностью до 2 м, переслаивание песка .супеси,,, суглинка, суглинки

То же


Ёвв'З

Те же торфяники о комплек-    _п„    _i._

оои кустарничково-моховых

разреженных группировок

бугров и травяно-моховых

сообществ мочажин


Юа

Учаотки со скоплениями торфяно-минеральных буг* ров пучения с знойными кочковатыми кустарничко-

В Q-UQ XQBQ-лишайниковыми и лиоайниково-моховыми рединами


на песках


Пеоки м/з, подстилаемые на глубине 1-7м супесчано-суглинистыми отложениями


Сплошное,в межбугро-вьях кровля шаг опущена глубже 2 м


5

' 6

7

_ 8 Э

от -0,6° до -1,0°,понижение температуры верхних слоев грунта повышенных участкована 0,2-0,3°

СТО 0,3-0,7 (ДО I ы)

0-2

То же Уничтожение реотитель-ного покрова

СТО 0,3-0,7 (в мочажинах до 1,5 м)

0-2

Усиление тер- Уничтожение реотитель-мокарота.забо- ного покрова, раэрувела чивение ние микрорельефа вновь образовавшихся мочажин

от -1,0° до -з;о°

СТО 0,3-0,7

0-0,7

Териокарот Нарушение нет

от -1,0° до -3,0°,пониже-ние температуры верхних слоев грунта бугров

СТО 0,3-0,?

0-0,7

Уничтожение раотитель-ного покрова

“ -л$до

СТО 0,3-0,7

0-0,7

Уоидение термо- Уничтожение раотитель-карста, забола- ного покрова, разрува-чивание вновь ние верхнего слоя торфа образовавшихся мочажин и озерков

ОТ -0,3° до -1,5°

СТО 0,5-1

-

Тармокарот, Нарушений нет термоэровия

ClOa]

Та жа участки о кустар-яхчжоао-травяко-моховшк группировками о отдалъ-выми б ера вами


Торф мощи* Пвоии ы/ь О.2-0.5 и подо?илавине на пвбках ха гжубинв I-? н оупао-чано-оугди-нюгьши отложениями


Сплошгоа, в мамбугровмх кровля МУП


опушена глубже ;


2 и


* CWe'J Та ха участки о равра-жаняым травяно-моховых покровом, паочакнхх раздув а ми я прооадками


Па оки м/9


,и.

Кровля ШШ опахана до


5_£_2_S_I

от -0,8® до etc 0,5-1 -I,5W

Уо манне    Уничтожение раотг-

термокероте тельного покронн н термоаро-ап


-*7-


от -0,3° до -1,5


смс г,о-4,о

Топление термокероте н термовро-8HR, эоловые процеосы


Уничтожение рести-тельного покрове, реэруванна микрорельефа


14-

теплооборотвш I вдов CKMXt модность слоя о годовым колебанием температуры Н, ван правило, не превышает 10 м я величина qH в *т«м" (2.1) омаяввнетоа в пределах точности ииераиня температуры.

Для расчетов    по    формуле    (2.1) необходимо использовать

средномногодетняе ведячяян климатических показателей. Поправочные ковффициввты оорехеднятоя в процессе региональных исследований либо по оущвотвумош формулам / 2 /. Расчет следует производить для определенных типов ЛК о учетом прогноаа азнвненвй в их пределах.

Значения температурных поправок, отражайте влияние различных природных факторов ва температурный режим грунтов в пределах ЛК, приведены в табл.2. Согласно проведенным по формуле (2.1) раочетам среднегодовой температуры грунтов нсоладуеыой территории ваихудане результаты (с оявбкой до 2°С) подучены для участков о неодномерным распределением тепла, а танке о неуотановиваныся теипературным репном.

Использование формулы (2.1) не первом этапе прогноаа изменения геокриологических условий при строительстве н эксплуатации газопровода позволяет оперативно оценить изменения среднегодовой температура грунтов, рекомендовать мероприятия для сохраненяя оптимального температурного режима. При этом расчет может быть произведен век дня ореднемноголетних климатических условий, так и для самого теплого или самого холодного года.

На втором этапе, для составления более точного прогноза изменения инженерно-геокриологической обстановки ва конкретной участке при осуществления конкретных мероприятий могут быть использованы формулы Г.В. Порхаева /9/ и Г.М. Фельдмана либо поставлены зелени на гидровнтеграторе.

2.2.2. Расчет экстремальных значений температуры грунтов.

При теплотехнических расчетах различных объектов линейного сооружения требуется знать экстремальные температуры грунта аа разных глубинах./ IX/. Для расчета таких температур, согласно реноиен-дацням СНЯЛ 0-Б.&-66, нужно иметь представление о теплофизячеоках характерно г юсах грунта, получение которых в полевых условиях связано со значительными трудностями.

Таблице 2

Влияние «аюуорых факторов ари^у^о^то1ки д^теипоратуокмВ ражим грунтов

до (по таблЛ)

Количественное

влияние на ореднегодоаув температуру грунтos,

Пряманакие

окаиного покрова

мохового

покрова

1

влеки оон

1 гитов 1

хфуяговмх

BOX

атиооАерянх

осадков

рельефа

мболоченноои

радиационная

попремся

Ха

♦€♦?

-

0+0,5

0,5+1,5

-

-0.5

1-ХУ «арраом

Хб

+5+6

-

-

0+0,5

+0,5+1,5

-

-

-

Хв

+7+8

-

-

-

-

-0,5-Х,0

-

•0,5

Хг

+4+5

-О.5-Х,0

-0,2-0,5

-

-

-

-

-

♦6+7

-

-

0+1,0

+0,5+1,0

-

-0,5

Вмонм note

26

+6+8

-0,2-0,5

-

0+0,5

0+0,5

-

-

-I,0-2,0

8

+6+7

-

-

+0,5+1,0

+0,5+1,0

-

т

-

Нмекаа note

4

+8+5

-

-0,5-1,0

-

-

-

-

-

+4+6

0-0,5

■О ,3-0,5

-

-

-

♦0,5

+I+U

+4+6

-0,5-1,0

-0,3-0,5

-

-

-

+0,8

+1,5+3,0

?

+8+4

-

-1,0-1,5

-

-

-

-

+2,5+4,0

+2+8

-

-0,5-1,0

-

-

-

-

+2+2,5

86

+2+3

-

-0,5-1,0

-

-

-

-

+2+2,5

ХОа

+4+5

-

0-0,5

-

-

-

-

♦1+1,5

106

+4+5

-

0-0,5

-

0+0,5

-

-

-

-16-

Экстремалыше температуры в грунтах ниже слоя сезонного промерзания (протаивания) могут быть определены по следующим упрощенным формулам (рис.2);

Ь/Ып = /Г-Л0/г,    4teP' ’    (2*2)

(■max ж(ср X >

ж (H-Z)tcp Х H-hom ’

tcp

Рис.2. Огибающие температурные кривые в слое с годовыми теплооборотами грунта tcp- среднегодовая температура грунта; бт»* - максимальная среднемесячная температура поверхности;    -    минимальная среднемесяч

ная температура поверхности;ho~>~ мощность слоя сезонного оттаивания; Н - мощность слоя с годовыми колебаниями температуры .(м)

где tcp - среднегодовая температура грунта; Н - глубина 10 м, принимаемая за глубину проникновения годовых колебаний температуры; h - глубина сезонного протаивания; 2    -    глубина,    на ко

торой рассчитывается экстремальные температуры.

Расчет экстремальных температур грунта по этим формулам дает вполне удовлетворительные результаты. Некоторое увеличение абсо-лвтных значений экстремальных температур идет в запас теплотехнического расчета.

2.3. Прогноз сезонного промерзания-оттаивания грунтов.

Глубина сезонного оттаивания определяется с помощью аналитических формул и методов, основанных на использовании вычислительных машин или аналоговых устройств.

2.3.1.    Возможно использование формулы

h    (2.3)

где h - глубина сезонного оттаивания; tn - температура поверхности грунта, см.п.2.3.3; г - продолжительность летнего сезона; Ат - коэффициент теплопроводности грунтов слоя сезонного оттаивания, ккал/м»ч.град; <у - теплота замерзания воды или таяния льда, равна 80 ккэл/кг

\M40Q0(Wc~Wh)X;

Wc - суммарная весовая влажность в долях единицы; Wh - весовое содержание незамерзшей воды в долях единицы; у - объемный вес скелета мерзлого грунта, .г/см3; Сг - объемная теплоемкость талого грунта ккал/м3*град.

2.3.2.    Если слой сезонного оттаивания состоит из двух слоев грунта с различными топлофизическими характеристиками, то глубина сезонного оттаивания может быть получена по следующей формуле:

\ ГгХг tnZ h*(erW * IT г

V aw o-U4A

где Л, - толщина первого слоя.

Индексами в формуле обозначено, к какому слою относится характеристика.

-18-

2.3*3. Температура поверхности на участках без напочвенного покрова в делом за летний сезон может приниматься равной для торфяных поверхностей не плоских торфяниках, на мелкобугристых участках и для песчаных поверхностей склонов северной экспозиции бугров и насыпей If05 ts среднелетяяя температура воздуха), для торфяных поверхностей на торфяно-минеральных буграх й» = 1,1 ^ , для горизонтальных песчаных поверхностей на минеральных буграх и насыпях 1,2 ti и для склонов песчаных насыпей южной экспозиции 1,3 tg .

При расчете глубины оттаивания грунтов с торфяными поверхностями продолжительность летнего сезона принимается равной продолжительности периода с положительными среднесуточными температурами воздуха (в часах) , для песчаных поверхностей минеральных бугров и насыпей - на 360 часов больше.

Величины коэффициента теплопроводности и объемной теплоемкости грунтов слоя сезонного оттаивания существенно изменяются в течение летнего сезона, поэтому разовые их определения в процессе изысканий скорей всего окажутся непредставительными. Целесообразно определять теплофизические характеристики на закрепленных площадках несколько раз в течение лета. При определении теплофизических характеристик по таблице в приложении СНЙП П-Б.6.66 /10 /в зависимости от влажности и объемного веса грунта можно ограничиться измерениями влажности грунтов на закрепленных площадках несколько раз в течение лета. Для торфов можно воспользоваться графиками, приводимыми в работе / I /• Для ориентировочных расчетов можно принимать для торфов слоя сезонного оттаивания среднелетние значения Ат * 0,26 ккал/м*чтрад, С = 600 ккал/м3*град*

Количество воды, участвующей в фазовых переходах при сезонном оттаивании и промерзании грунтов, должно определяться либо весной перед началом сезонного оттаивания грунтов, либо в начале промерзания з первой декаде октября, либо в течение зимнего сезона. Определения влажности в течение летнего сезона, как правило, дают меньшие величины влажности. При осеннем влагонакоплении происходит практически полное водонасыщение торфа* Величина влажности полностью водонасыщенного торфа ориентировочно может приниматься следующей:

19-

x    0,07    0,08    0,12    0,15    0,19    0,25

W    1000    900    750    600    480    380

Влажность минеральных грунтов под влиянием условий дрениро-ванности изменяется от максимальной молекулярной влагоемкости до полного водонасыцения. На хорооо дренируемых участках влажность оттаивающих грунтов значительно уменьшается, что необходимо учитывать при задании теплофизических характеристик оттаивающих грунтов. 8 таких условиях влажность верхнего слоя песков 30-50 см летом изменяется от 6-8 до 13-14#. Влажность нижележащих песков равна максимальной влагоемкости, т.е. 3-4%. Для верхнего слоя среднелетнее значение Аг = 1,2 ккал/м*ч*град и 500 ккад/м8’град. Для песков с влажностью равной максимальной молекулярной влагоемкости Ат = 0,7 ккал/м* ч* град, С,= 400 ккал/м8.град. Для полностью водонасыщенных песков Аг = 1,6 ккал/м.ч.град, (3^.= 600 ккал/иэ. град.

2.3.4.    Для ориентировочных расчетов можно принимать следующие глубины сезонного оттаивания грунтов на трассах линейных сооружений в зависимости от типа природно-территориального комплекса (м): плоские торфяники 0,50 - 0,65; мелкобугристые участки 0,4-0,7; переходные и низинные болота 0,7; торфяно-минеральные бугры и гряды 0,5-0,9; минеральные бугры и гряды 2,4-3,0.

2.4.    При подземной прокладке трубопровода расчеты его теплового взаимодействия с оттаивающими грунтами на стадии проектного задания целесообразно проводить по методу Г.В. Порхаева / 8,9 /.

Метод Г.В. Порхаова применяется при глубине заложения оси трубопровода большей, чем диаметр трубы.

2.4.1. При прокладке трубы в обваловке или при нулевой глубине заложения трубопроводе, считая до оси трубы, глубина оттаивания грунта под трубой за время Z определяется по формуле

hv“(4-l) X0 ,    (2.5)

где г„ - радиус трубы.

Коэффициент $ находится по графику на рис.З по значению параметра 7 « вычисляемому по формуле

7=    £г

tftfo'W    (2.6)

УДК 551*34.001.18*621.643 (57I.I2I)

Методические рекомендации по прогнозу изменения инженерно-геокриологических условий и развития криогенных процессов при линейном строительстве в северотаежной зоне Западной Сибири.

Под редакцией В.Л. Невечерн, ВСЕГЙНГЕО, 1976, с.47.

В работе обобщается приемы и методы прогноза изменения инженерно-геокриологических условий при прокладке трасс линейных сооружений в северотаежной зоне Западной Сибири. Особое внимание обречено на прогноз развития криогенных процессов, которые, как показал опыт строительства и эксплуатации, нередко определяет прочность и устойчивость линейного сооружения.

Табл. 9, рис. 7, библ. 12 яазв.

Составили: С.Б. Гречицев, Л.Н. Крицук,

Н.Г. Москаленко, В.Л. Невечеря, С.Б. Шеиин, Ю.Л. Щур

Нэучный редактор В.1. Невечеря

Литературный редактор И.А. Демьянова Технический редактор A.Q. Жаркова Корректор Т.А. Ушакова

Ротапринтная серия К 306

© Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геология (ВСЕГИНГВО), 1976

Л. 58553    .    Подписано    к    печати    23/    т-7бг.    Тираж    500    экз.

Уч.-изд.л.3,3. Зак.(В . Цена 23 коп. ротапринт ВСЕГИНГВО.

-20-

Рис.3. График для определения коэффициента $

ht - относительная глубина оттаивания многолетнеиерзлых грунтов под трубой, проложенной в обваловке; J - параметр, определяемый по формуле (2.6)

h - относительная глубина оттаивания под трубой, проложенной в насыпи; О - параметр, определяемый по формуле (2.7)

-3-

ВВЕДЕНИЕ

В связи с освоением крупных газовых и нефтяных месторождений в северотаежной зоне Западной Сибири широко развернулось строительство различных линейных сооружений (дороги, трубопроводы, линии электропередачи и связи, зимники и т.д.). Опыт строительства и эксплуатации первых сооружений показал, что влияние общего освоения территории на развитие мерзлотных деформаций нередко превосходит локальное тепловое влияние линейного сооружения. Поэтому в рекомендациях основное внимание уделено методике прогноза изменения инженерно-геокриологических условий в результате общего освоения территории (общему прогнозу). Подробно рассмотрены методы прогноза криогенных процессов, которые в условиях севера Западной Сибири зачастую определяют прочность и устойчивость линейных сооружений.

Рекомендации составлены следующими авторами: введение и § I подготовил В.Д. Невечеря, в § 2 раздел 2.1 - Н.Г. Москаленко и В.Л. Невечеря, раздел 2.2 - Л.Н. Крицук, разделы 2.3 - 2.4 -Ю.Л. Щур, § 3 - В.Л. Невечеря, § 4 - Ю.Л. Щур, § 5 - С.Е. Гречи-щев, Ю.Б. Шешин, заключение - В.Л. Невечеря.

Работа предназначена для мерзлотоведов, ивженеров-геологов, изыскателей, проектировщиков и ландшафголедов, связанных с проектированием и изысканием трасс различных линейных сооружений, прокладываемых в северотаежной зоне Западной Сибири.

-4—

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Специфической особенностью линейво-протяженвого сооружения является то, что отдельные его объекты расположены в пределах трассы, которая при ширине от 30 до 500 и имеет длину несколько сотен километров. Она пересекает районы с весьма различными ян-женерно-геокрйологическими условиями.

Для северотаежной зоны Западной Сибири вадэчи прогноза усложняются в связи с чрезвычайной пестротой инженерно-геокриологических условий, выражающейся в частом чередовании оильнольдиотых мерзлых и переувлажненных талых песчано-глинистых пород, значительном различии среднегодовых температур (от +2° до -3°С) и разной мощности слоя сезонного оттаивания-промерзания на соседних участках. Нередко резкая смена инженерно-геокриологической обстановки отмечается через 50-100 м. В пределах одного километра трассы иногда выделяется до 7 различных типов инженерно-геокриологических условий. Изменчивость этих уеловий в естественной обстановке сопоставима с изменчивостью их при освоении. Поэтому при прогнозе необходимо учитывать динамику развития природной обстановки в естественных условиях. Кроме того, этой неустойчивостью, э также интенсивным заболачиванием обусловлено широкое развитие разнообразных криогенных процессов и явлений. Наиболее широко развиты и представляют наибольшую опасность для линейных сооружений процессы пучинообразования, термокарст и криогенное растрескивание грунтов.

1.2.    В связи с вышеизложенным предлагаемая методика базируется на следующих положениях.

ж)

а. Основу прогноза составляют материалы инженерно-геокриологических съемок и изысканий, в результате которых составляются сводные инженерно-геокриологические и ландшафтно-индикационные карты х' и продольные профили (разрезы) трассы.

Примечание. В ряде научных и проектных организаций эти карты называются картами микрорайонирования или ландшафтными (ред.)

-5-

б.    По материалам инженерно-геокриологических исследований производится районирование (типизация) трассы на основе выделения и типизации природно-территориальных комплексов (ПТК) (микрорайонов, ландшафтов), в пределах которых наблюдается постоянство взаимосвязей различных компонентов - геологического строения, гидрогеологических и HH*eHepHo-reoi<pHGjiorH4ecKHx особенностей, современных геологических процессов, почв, рельефа, поверхностных вод, растительности и т.д. / 5 /.

в.    На основе карт районирования с учетом эксплуатационного режима определяются детальность и объем прогноза отдельных участков трассы.

Прогноз выполняется,как правило, в два этапа. На первом этапе (стадия технического проекта) производится выбор принципа использования грунтов основания, определяются рациональные типы прокладки, выявляется тенденция в развитии инженерно-геокриологической обстановки как в естественных условиях, та?; и при нарушении, вызванном строительством и эксплуатацией сооружения, определяется минимальный объем исследований, необходимый для детального прогноза.

На втором этапе (стадия рабочих чертежей) дается детальный прогноз в пределах всей трассы с оценками (в основном количественными) характера изменения как отдельных компонентов, так и инженерно-геокриологической обстановки в целом.

Методика районирования трассы разработана во ВСЕГЙНГЕО довольно подробно и описана в ряде работ, поэтому на ней останавливаться не будем.

Прогноз изменения инженерно-геокриологических условий подразделяется на прогноз изменения природных условий е результате освоения территории и создания линейного сооружения (общий прогноз) и прогноз теплового к механического взаимодействий линейного сооружения с окружающей средой.

Общий прогноз подразделяется в свою очередь на два подраздела: прогноз термовлажностного режима и прогноз криогенных процессов, так как изменение термовлажностного режима грунтов, как правило, приводит к резкой интенсификации существующих криогенных процессов и проявлению новых.

-6—

Данные, подученные в результате выполнения общего прогноза* используются при прогнозе теплового и механического взаимодейст-вий различных объектов линейного сооружения о нервными я оттаивающими грунтами. Методика этого прогноза дается в ряде специальных рекомендаций и методических работ. В данной реботе в основной приведена методика общего прогноза трасс линейных сооружений.

1.3. дли уточнения и корректировки расчетных данных, полученных в результате прогноза, рекомендуется создавать мерзлотнув службу. Основными задачами згой службы являются:

I) исследование термовлажиостяого режима грунтов в пределах трассы линейного сооружения; 2) изучение процессов сезонного оттаивания - промерзания я характера их изменения в период строительства и эксплуатации; 3) выявление характера многолетнего оттаивания ивоголетваиернинх грунтов, их просадки и степени влияния на прочность и устойчивость линейного сооружения; 4) не следование процессов пучинообрааования в грунтах я степени влияния их на устойчивость различных сооружений; 5) изучение криогенного растрескивания грунтов и степени влияния его на устойчивость различных сооружений; 6) проведение наблюдений за состоянием и мерзлотными деформациями различных объектов линейного вооружения; 7) изучение динамики новообразования ивоголетвеыералых пород и криогенных явлений на трассе; 8) иооледование метеорологических условий;

9) контроль 38 сохранностью природных условий в пределах трасом и на окружающей территории как в процессе строительства, так в в период эксплуатации линейного сооружения.

2. ПРОГНОЗ ТЕРИОВЛАКНОСТНОГО РЕЖИМА ГРУНТОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ

2.1. Прогноз терновлажностяого режима грунтов осуществляется на основе данных о характере нарушение и последующего развития природно-территориальных комплексов. Прогноз режима природных комплексов, нарушенных в результате линейного строительства, основывается на изучении закономерностей развития естественных природных комплексов (ПЗН), типичных изменений ПЕС под влиянием техногенного воздействия и выявлении тенденций их дальнейиего развития, а также на сравнении с динамикой ПТК, нарушенных линейным строительством в других аналогичных условиях.

Исследовали развития нарушенных природных коипхевоов проводятся в 3 этапа.

2.1.1.    На I этапа осуществляется подборка литературных и фондовых материалов для района предлагаемого освоения с целью выявления закономерностей естественной динамики природных комплексов, взаимосвязей ПЯС и их компонентов, а также изменений ПЗК при нарувеняя. В результате этого составляется предварительная ланднвфтно-индикэциоБЕая таблице по форме, приводимой ниже (таблЛ). Опясавия природных комплексов в таблице приведены в порядке их развития. Обычно возможна не одна, а несколько линий развития. Поэтому таблицу следует сопровождать схемой, показывающей различные возможные взаимосвязи ПТК.

Для северной тайги Западной Сибири типичны оледувщие генетические ряды природных комплексов: ряд заболачивания, приводящий к Омане залесенных ранее дренированных участков заболоченными, а ватам болотами, и ряд аградации нногожетнемврвлых пород, в хода которого болота и заболоченные участки сменяются торфяниками или буграми пучения (рис.1).

2.1.2.    На П этапе проводятся нолевые лавдиафтно-индик8циовныв исследования в период, предшествующий строительству, позволяющие охарактеризовать естественные природные комплексы района исследований, уточнить выявленные по литературным и фондовым материалам закономерности естественной динамики ПЯ£ н установить новые ранее неизвестные взаимосвязи ЩЕК в их компонентов.

Если и исследованном районе имеются линейные сооружения, следует провести на них дополнительные ландмвфтные исследования, которые позволят выявить развитие ШХ, обусловленное освоением территории и дадут возможность составить прогноа по методу аналога.

Прж линейном строительстве на севере Западной Сибири отмечается уничтожение идя сильное нвруиеияе нескольких компонентов природных комплексов (уничтожение растительного покрова, разруне-яие микрорельефа, снятие торфянистого горизонта или повреждение поверхности торфа, изменение снежного ренина), приводящее к смене естественных природных комплексов антропогенными. В зависимости от отвлеки техногенного воздействия, различной на разных участках трассы, антропогенные комплексы подразделяются на 3 группы: слабо-измененные (удален только растнтеданый покров), среднеизнененные

-8-

[la'

[*»'

аградациа многолетнемермых пород

Рис.1. Схема генетических рядов природных комплексов северной тайги Западной Сибири


»

1а, 1г в т.д. - индексы природных комплексов, приведенные в табл. I. Смены природных комплексов в естественных условиях обозначены сплошными стрелками, в нарушенных условиях -

пунктирными

(уничтожен растительный покров, разрунен микрорельеф, снят торфянистый горизонт мощность» ДО 20 см) и сильноизмененные (нарувеяие рельефа в результате сооружения, например, карьеров). Поскольку природные комплексы обладают способность» к самовосстановлению, то большинство слабо-и среднеизмененных антропогенных комплексов при отсутствии новых воздействий Фрез длительный промежуток (20 -100 лет) сменяются исходными природными комплексами. Однако те из них (например, минеральные бугры пучения), в которых техногенное воздействие сильно нарушает природное равновесие (усиление термокарста и прогрессирующее оттаивание нноголетнемерзлых пород, могущее привести к их деградации), не возвращаются в прежний тип

■9-

природного комплекса. То » самое относится и к сильяоизмвненяым природным комплексам.

2.1.3. На И этапе составляется прогноаная ландшафтио-индикационная таблица (см.табл.I). В этой таблице дается прогноз изменения ПК на требуемый период. В ней приводится характеристика внешнего облике и инкеверио-геокриологичеоких условий естествен-ннх (не изменившихся под влиянием строительства иди восстановив-иихся 8а прогнозируемый период) и антропогенных комплексов по состоянии на год прогноза. В отдельной графе дается описание нару-иений, которым подвергались естественные природные комплексы в период строительства.

2.2. Расчет температурного режима грунтов. В процессе хозяйственного освоения территории изменяются условия теплообмена грунтов с атмосферой, что приводит к формированию нового температурного режима грунтов.

Прогнозировать изменение температурного режима грунтов можно путем моделирования процессов теплообмена их с атмосферой на аналоговых навинах, либо на основе аналитических расчетов.

2.2.1. Среднегодовую температуру грунта (tcp ) на первом этапе прогноза рекомендуется рассчитывать, исходя из среднегодовой температуры воздуха с введением поправочных коэффициентов, учитывающих влияние на температуру грунтов различных факторов природной обстановки.

В общем случае для любого участка земной коры можно записать, что среднегодовая температура грунтов (tcp ) равна

tcp =tg    'д    tpn    *AtK+    Ян    1    (2.1)

где - среднемноголетняя температура воздуха;д£ - температурные поправки вследствие влияния на tф соответственно: св -снежного покрова; р.п - растительного покрова:    с    -    петрографиче

ского состава грунтов; р - рельефа; з - заболоченности; ос. - атмосферных осадков; п.в - подземных вод; R - солнечной радиации g - геотермический градиент; Н - мощность слоя с годовыми колебаниями температуры грунтов.

Вследствие положения исследуемой территории близко к южней границе распространения многолетнемерзлых пород с максимальными