Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

89 страниц

Купить П-655-77 — 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

Руководство рассчитано на инженеров и техников, работающих в области изысканий для гидротехнического строительства.

 Скачать PDF

Оглавление

Раздел первый. Основные задачи и методы инженерно-геологических изысканий и исследований

     1.1 Задачи изысканий

     1.2 Изучение геологического строения района

     1.3 Изучение гидрологических условий

     1.4 Изучение физико-механических свойств пород

     1.5 Изучение физико-геологических и инженерно-геологических процессов, явлений и сейсмичности

     1.6 Изучение температурных условий

     1.7 Изучение газоносности пород

Раздел второй. Инженерно-геологические изыскания на различных этапах и стадиях проектирования

     2.1 Схема комплексного пользования водотока

     2.2 Технико-экономическое обоснование

     2.3 Технический проект

     2.4 Рабочие чертежи и строительство

Список литературы

 
Дата введения09.01.1984
Добавлен в базу01.01.2019
Актуализация01.01.2021

Этот документ находится в:

Организации:

06.10.1977УтвержденГидропроект
РазработанИнститут Гидропроект им. С.Я. Жука
РазработанГлавНИИпроект
ИзданИздательство Энергия1978 г.

Guide to Geological Survey Practices for Construction of Underground Hydraulic Structures

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

Яр    .    *<    %    N

нШ**? * ./V ?'•*<-' -•/ v W« уЭД. ' <\Ъ£л •;*    <    •    .    >

Wf::;


c'llk2> -г'ж"т

, :.’V '. -*ЛЮ‘ -V V V &    *    J


Шят


ш


■у*т/


Ш&Ж


Ш


* * ■©    .^*-4    >ч    •■    ■.*■

’ .V/A- ■т^'# у) V н» I' K S


■4 r

крц

VC/ г ;тм^

" 1 H ШШ ® 1 &ШШ


_Д.' у ': 7 ?жУ.--.


>-?та! v *    •    Ч    .?/<    "V


Ш-

' Vk ^ '* ^ ♦* * *

ш

Щ-

на

. л *

гл -*t4 ,

':Л. *

RfSfk

rJ: * ' -

Jfcr'j

л At V

,'/\\ -v’ ИХг>. ,VV

ш

v С'/усaVj ]


.

5?    ^    1    5*; *лу... - .v^a, s

ж    -Л

t i

•V 5 » ‘“ii: *7* *’>    .    1    ,    .    .

..4 ! v4, ^ ♦ 'v>5fe* *л? VS^v

v- •    *,w

•    *.    ’    •    •-    Ч


\,    i_*

Mw»■* ..■ .-л* .•


'f-v.v> • И i-f *ч- »/•    .


*    .-■-    •*    |Я    V    '    г    •-.    •    Л.А    >.    ..    •    .Д'1’.• . AL -    **•.

» Кл 1    “

7;. «fT - *:;у^«й2!Ул V’t

• /А Л



Л - ‘V - .    '*    * ;. •

'■ >;

V./

Г;:,Жи Л,


Г#; •: -    *-‘ v "г ■•’•'

,«и; й *^ -

V: V,f : ' Ч>:С.    *


v>*> ;>'Л ’ ■W-& 'L


'L V    .'    ✓    /

>•'-*. v • <•

«• ffffh... Jyl

V*' .( *'.    *    y>jp    .    ж'


£Ш'    lVp<?    ,*?    ;:Ч    ••

-: s Р*&+< 4it    ■    '\

,

'


ЙЩ

fV5r\Wvt<J


ет


*«• i


rf


■ й


:/ ЛЛЗЧУ


Министерство энергетики и электрификации СССР

Главниипроект

Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт Гидропроект имени С. Я. Жука


РУКОВОДСТВО

ПО ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИЗЫСКАНИЯМ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ


П—655-77 Гидропроект



Москва


'Энергия'


1978


цессе которого уточняют имеющиеся геологические материалы и дополняют представления о трещиноватости пород, интенсивности физико-геологических йроцессов и пр. При отсутствии геологических карт на этом этапе выполняют мелкомасштабные съемки.

При изысканиях для составления ТЭО и технического проекта всегда выполняются съемки, масштабы которых выбираются в зависимости от стадии проектирования, типа, размеров, капитальности и условий работы проектируемого сооружения, сложности геологического строения и доступности местности.

По трассам туннелей масштабы инженерно—геологических съемок могут изменяться от 1:50 ООО до 1:5000. Наиболее мелкие масштабы съемок принимаются на ранних этапах проектирования (схемы, первый этап ТЭО)    для

туннелей с несложными инженерно—геологическими    усло

виями при глубоком их заложении и большой протяженности. Для туннелей глубокого заложения, находящихся в сложных геологических условиях, могут проводиться съемки среднего масштаба. Наиболее крупные масштабы съемок принимаются на стадии технического проекта для крупный туннелей, проходимых в сложных инженерно-геологических условиях и при относительно небольшой их протяженности.

На участках расположения подземных камер машинных залов ГЭС и ГАЭС, по портальным участкам туннелей и т.п. масштабы инженерно-геологических съемок    следует

принимать не мельче 1:5000 - 1:10 ООО.

При определении ширины полосы инженерно-геологической съемки по трассе гидротехнического туннеля следует исходить из того положения, что она должна охватывать все рассматриваемые проектом варианты трассы и    освещать

геологическое строение на необходимую глубину. Поэтому желательно, чтобы в контуры съемки вошли обнажения всех комплексов пород, в которых должен пройти туннель. В связи с этим контуры съемки на отдельных участках могут быть расширены, а в случаях пологого залегания пород и слабой изрезанности территории, когда обнажения пород находятся на значительном расстоянии от мест расположения

10

сооружений, для их изучения необходимо делать специальные маршруты.

Основные съемочные маршруты следует прокладывать по возможности вкрест простиранию пород, обращая особое внимание на изучение комплексов и отдельных разновидностей слабых пород, контактов и зон тектонических нарушений.

Для получения объективных и обоснованных характеристик по составу и свойствам пород в ходе съемки следует систематически отбирать образцы для лабораторного определения состава и физико—механических свойств пород.

Среди складчатых структур следует тщательно выделять осевые части антиклиналей и синклиналей, зоны    малой

складчатости, смятия пород и т.п. Для всех    элементов

складок должна быть дана ориентировка их в пространстве и основные размеры.

Разрывные тектонические нарушения рекомендуется различать по мощности (ширине) и протяженности приразломных зон дробления, трещиноватости и осложняющей складчатости с учетом их подразделения на порядки.    Изучение

разломов и сопровождающих их зон милонитизации, дробления и трещиноватости следует проводить с особой тщательностью, так как при пересечении их туннелем    обычно

возникают большие осложнения: нарушается устойчивость кровли и стенок выработки, увеличивается приток подземных вод и т.п. На участках разломов сильно снижаются показатели деформируемости пород в массиве, что имеет важное значение при проектировании напорных туннелей. При изучении разлома необходимо прежде всего установить его порядок, которым определяется масштаб сопровождающих его нарушений. Затем должен быть определен кинематический тип разлома (сброс, надвиг, взброс и г.п.), установлены направления и амплитуда смещения, охарактеризованы зоны милонитизации, дробления и трещиноватости. Кроме того, изучаются соотношения данного тектонического нарушения с другими структурными элементами, а также явления, сопровождающие тектоническое нарушение:    трещи

ны оперения, приразрывная сланцеватость, изгиб слоев у поверхности сместителя и пр.

11

Все эти данные используются при оценке инженерно-геологических условий трассы туннеля.

1.2.3. Изучение трещиноватости пород

Для оценки характера и степени трещиноватости горных пород необходимо определять основные генетические типы трещин, их густоту (частоту), ширину (раскрытие), протяженность, элементы залегания плоскостей трещин (азимут и угол падения), шероховатость стенок, состав и свойства заполнителя. Количественную оценку степени трещиноватости пород следует производить по модулю трещиноватости или по их блочности в массиве.

Таблица 1

Группа пород

Модуль трещиноватости

Среднее расстояние между трещинами, м

Слаботрещиноватые.......

1.5

0,65

Среднетрещиноватые......

1,5 - 5

0,20 - 0,65

Сильнотрещиноватые......

5 -30

0,03- 0,20

Весьма сильнотрепшнова-

тые (раздробленные) ....

30

0,03


Модуль трещиноватости характеризует количество трещин, развитых на протяжении 1 м рассматриваемого разреза горного массива. По модулю трещиноватости горные породы рекомендуется подразделять на четыре группы (табл. 1).

Модуль трещиноватости обычно определяют как для исследуемых обнаженных поверхностей пород, так и для каждой из основных систем трещин. Применительно к последним он определяется вкрест простиранию к плоскостям трещин и в таком виде используется для решения общегеологических задач, а также в практике проектирования гидротехнических сооружений. Этот показатель служит при решении вопросов механизма образования трещин, их возраста, связи с основными складчатыми и разрывными структурами, а также дает возможность судить об анизотропии инженерно-геологических свойств пород (прочность, деформируемость, водо— и газопроницаемость и пр.).

12

Модуль трещиноватости горных пород используется в расчетах бетонных и железобетонных обделок туннелей и водоводов на трещиностойкость и треишнообразование. В таких случаях его следует определять в поперечном сечении и в продольном разрезе подземной выработки.

Удобным для количественной оценки общей трещиноватости пород является также показатель их блочности. Он дает представление о размерах блоков, на которые рассекается массив скальных пород различными трещинами.

Для оценки трещиноватости используются также результаты опытных нагнетаний и наливов воды в буровые скважины. По удельному водопоглощению q (л/мин) горные породы могут подразделяться следующим образом:

Очень слаботрещиноватые......... (    0,01

Слаботрещиноватые............ 0,01-0,1

Среднетрещиноватые............ 0,1—1

Сильнотрещиноватые............ >1

Однако этот показатель является косвенным и может быть использован только при наличии других качественных и количественных характеристик трещиноватости.

При бурении разведочных скважин о степени трещиноватости пород судят по выходу керна. В особых случаях для этой цели используют также геофизические методы (ультразвуковой, электрический, гамма—гамма—каротаж) и фото— буроскопическую документацию.

Весьма важное значение при изучении общей трещиноватости горных пород имеют сведения об элементах залегания основных систем трещин. Собранные в процессе полевых исследований данные о простирании и углах падения трещин подвергаются графической обработке, что позволяет систематизировать и наглядно показать закономерность их ориентировки. Чаще всего для этого используют круговые диаграммы, диаграммы-розы и карты трещиноватости. Характерный пример круговой диаграммы трещиноватости, составленной применительно к практике проектирования гидротехнических туннелей, приведен на рис. 2. Эта форма графической обработки позволяет наглядно представить ориентировку основных систем трещин и выбрать место расположения и компоновку проектируемых подземных

13

Рис. 2. Круговая диаграмма трещиноватости горных пород.


Процентное содержа— ние трещин: 1 - до 2%; 2 - до 5%; 3 -до 10%; 4 - до 15%; 5 - до 20%; 6 - до 30%; I-YJI - системы трещиноватости.

сооружений по отношению к наиболее неблагоприятным системам трещин, которые могут способствовать образованию вывалов пород.

Неблагоприятными для устойчивости пород обычно являются системы трещин с субпараллельным простиранием по отношению к стенкам подземных выработок, имеющие крутые (от 40 до 80 ) углы падения, глинистый заполнитель, зеркала скольжения и т.п. В этих случаях независимо от состава и крепости пород в своде и стенках выработок неизбежны переборы и вывалы. При этом высота куполов вывалов над сводом обычно определяется направлениями сходящихся плоскостей трещин. Типичные схемы неблагоприятного сочетания основных систем трещин и их влияния на устойчивость пород в горизонтальных выработках приведены на рис. 3 и 4. В выработках, проходимых в слоистых скальных породах с ярко выраженной пластовой отдельностью, вывалообразование пород происходит в основном со стороны нависающих пластов (рис. 5;. Опыт показывает, что объемы вывалов меньше зависят от крепости пород, чем от степени их трещиноватости, характера напластования,

14

Рис. 3. Характерные случаи пересечения пластов и трещин в горных массивах при проходке туннелей, а - благоприятные (под прямым углом); б - не-благоприятные (под острым углом).

Рис. 4. Примеры неблагоприятного сочетания основных систем трещин и их влияния на образование вывалов при проходке туннелей.

а —асимметричные вывалы пород при наличии глинистого заполнителя трещин по одной из систем трещин; б - симметричные вывалы при наличии    глинистого

заполнителя    по двум

системам    трещин.

Рис. 5. Характерные вывалы в туннелях, проходимых в слоистых скальных породах (известняках и т.п.) с ярко выраженной трещиноватостью напластования.

угла падения, мощности пластов, обводненности, наличия слабых прослоев, глинистого заполнителя по трещинам и т.п. Этими же факторами обычно определяется и асимметрия очертаний вывалов.

Некоторые примеры крупных вывалов, связанных с зонами тектонического дробления, смятия и обводненности пород при проходке туннелей, приведены на рис. 6. Следует, однако, иметь в виду, что большая часть таких вывалов помимо инженерно—геологических факторов бывает обусловлена несоблюдением соответствующих технических условий проходки выработок: нарушениями технологии разработки, неоправданно большими зарядами взрывчатых веществ, отставанием или недостаточной прочностью крепления и т.п. При проходке туннелей на глубинах до 30—40 м и неправильном ведении буровзрывных работ вывалы иногда захватывают породы до дневной поверхности.

При проектировании и строительстве туннелей, как правило, более благоприятными представляются случаи, когда туннели проходят вкрест или под углами более 45 по отношению к простиранию пластов и основных тектонических нарушений. В этих случаях обычно наблюдается более частое чередование различных инженерно—геологических условий, но при встрече неблагоприятных участков пласты пересекаются по кратчайшему расстоянию.

При прохождении туннелей по простиранию или под острыми углами к направлению простирания пород и основных тектонических нарушений чаще всего возникают неблагоприятные условия. При выборе трассы в этих условиях еле—

16

Рис. 6. Крупный вывал породы, связанный с зоной тектонического дробления.

дует обращать особое внимание на то, чтобы туннель не прошел по наиболее слабым пластам или не совпал бы с зоной крупного тектонического нарушения.

1.2.4. Разведочные работы

Разведочные выработки имеют большое значение    для

освещения инженерно—геологических условий строительства подземных сооружений, так как с их помощью уточняется геологическое строение, устанавливаются водопроницаемость и водоносность пород, а также геотермические условия и газоносность. С этими целями по трассам туннелей и на участках расположения подземных камер проходят глубокие буровые скважины, а на участках неглубокого заложения сооружений - горные выработки. Применение разведочных работ, особенно горных выработок, ограничено трудностями доступности горной местности и большой глубиной заложения сооружений. Поэтому к назначению их необходимо подходить весьма обоснованно, с учетом условий выполнения работ.

Для обоснования схемы использования разведочные выработки закладываются лишь в виде исключения, в случае необходимости выяснения особо важных вопросов. В ТЭО выработки в минимальном количестве закладываются по всем вариантам расположения подземных сооружений для оценки, сравнения и выбора оптимального из них. На стадии технического проекта разведочные выработки закладываются

17

в необходимом количестве по выбранному варианту компоновки подземных сооружений. В отдельных случаях для выяснения некоторых нерешенных вопросов разведочные выработки проходят и на стадии рабочих чертежей.

Основную часть разведочных выработок закладывают на наиболее важных и сложных в инженерно-геологическом отношении участках. К их числу относятся: портальные участки туннелей на склонах с широким развитием мощных поверхностных отложений; участки развития слабых и недостаточно устойчивых горных пород; контакты и зоны тектонических нарушений; участки развития оползней, карста, пород с повышенной водоносностью; участки неглубокого заложения туннелей, прохождения их под современными и погребенными эрозионными понижениями рельефа.

Горные разведочные выработки (шурфы, шахты, смотровые скважины, штольни) дают наиболее полную и объективную информацию о геологическом строении, однако применение их ограничено большой стоимостью горных работ, которая резко возрастает с увеличением глубины выработки. Поэтому их обычно закладывают только на порталах туннелей и в местах заложения различных подземных камер для вскрытия отдельных контактов и зон ослабления пород, залегающих на относительно небольшой глубине. На стадии технического проекта и рабочих чертежей горные выработки могут закладываться также для выполнения специальных опытных исследований.

Для разведки трасс туннелей и участков других подземных сооружений глубокого заложения проходят буровые скважины. Разведочные скважины, закладываемые на трассе выбранного варианта туннеля, как правило, должны достигать отметки его подошвы. Максимальная глубина скважин при этом не должна превышать 300 м, так как более глубокое бурение связано с необходимостью использования тяжелого бурового оборудования, затруднениями в получении керна, сложностью выполнения на больших глубинах опытных исследований и пр. Бурение скважин, не достигающих отметки заложения туннеля, а также глубиной более 300 м должно обосновываться особыми геологическими условиями или проектно—техническими соображениями.

По трассам туннелей такие скважины могут закладываться при необходимости подсечения важных контактов и зон,

18

водоносных слоев и пр. Глубокие скважины проходят по осям проектируемых строительных шахт и камер подземных зданий ГЭС, ГАЭС, а также во всех случаях, когда есть основания опасаться встретить неблагоприятные гидрогеологические и геотермические условия.

Частоту заложения буровых скважин и общий их метраж на каждой стадии проектирования выбирают в зависимости от назначения и глубины заложения подземных сооружений, сложности геологического строения, обнаженности и доступности местности. На завершающей стадии изысканий на портальных участках трасс туннелей скважины могут закладываться как по оси, так и на поперечниках.

Геофизические методы изучения геологического строения обычно применяют для обоснования ТЭО и технического проекта. С помощью этих методов могут быть получены хорошие результаты при выявлении контактов и зон распространения пород, резко отличающихся по физическим свойствам. Наиболее успешно эти методы используются на трассах туннелей и на участках других подземных сооружений малой и средней глубины заложения. По трассам туннелей и других сооружений глубокого заложения, а также при сильной изрезанности местности поверхностные методы геофизической разведки, как правило, имеют ограниченное применение и часто не дают желаемых результатов. В этих случаях находят применение главным образом различные скважинные методы геофизики    (ультразвуковой,

электрический, термокаротаж скважин и т.п.)# которые дают возможность определить некоторые относительные характеристики физико—механических свойств пород (степень сохранности, деформационные свойства и др.), а также геотермические условия.

1.3. Изучение гидрогеологических условий 1.3.1. Задачи изучения гидрогеологических условий

Гидрогеологические наблюдения и исследования, выполняемые при инженерно-геологических изысканиях на различных стадиях и этапах проектирования подземных гидротехнических сооружений, должны дать материал, необходимый для характеристики общих гидрогеологических условий

19

УДК 550. 8:627.8.035.4

В руководстве даны основные сведения, необходимые для организации и выполнения инженерно-геологических    изысканий для подземных гидротехнических сооружений.    В

разделе 1 дается описание методов изучения геологического строения, гидрогеологических условий,    физико—механи

ческих свойств пород, физико-геологических явлений, температурных условий и газоносности пород. В разделе 2 описываются изыскания, которые надо проводить на различных этапах и стадиях проектирования гидротехнических сооружений.

Руководство рассчитано на инженеров и техников, работающих в области изысканий для гидротехнического строительства.

без объявл.

30211-184 Р 051 (01)-78

(?) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт Гидропроект им. С.Я. Жука, 1978.

и установления параметров отдельных водоносных горизонтов, которые используются при проектировании на стадии технического проекта.

Основными вопросами, которые должны быть освещены при характеристике гидрогеологических условий, являются следующие:

1)    стратиграфическое положение, литологический состав, условия залегания водовмещающих пород и основных водо— упоров;

2)    гидравлические типы основных водоносных горизонтов, их распространение и мощность:

3)    условия питания, циркуляции и дренирования водоносных горизонтов, положение уровней и режим подземных вод;

4)    водопроницаемость и водообильность пород;

5)    химизм и агрессивность подземных вод.

Большая часть перечисленных вопросов решается в комплексе с другими вопросами инженерно-геологических изысканий в ходе выполнения инженерно—геологических съемок, разведочных работ по трассам и участкам расположения основных сооружений. Для более подробного изучения гидрогеологических вопросов могут выполняться гидрогеологическая съемка, бурение гидрогеологических скважин, опытно-фильтрационные работы и некоторые специальные исследования: изучение направления и действительных скоростей движения подземного потока, выявление карстовых полостей, путей движения сосредоточенных подземных потоков и пр.

По трассам напорных деривационных туннелей и на участках других подземных сооружений с водонепроницаемой облицовкой, подвергающейся воздействию больших естественных гидростатических напоров, на ранних стадиях изысканий должны быть установлены уровни подземных вод. На стадии технического проекта для изучения режима подземных вод должны быть организованы стационарные гидрогеологические наблюдения в скважинах, горных выработках и на источниках, которые впоследствии должны быть продолжены в период строительства, а в случае необходимости и в период эксплуатации сооружений. Данные о химизме подземных и поверхностных (проходящих по туннелю) вод

20

ВВЕДЕНИЕ

Проектирование гидротехнических сооружений в горных областях связано с решением сложных вопросов подземного строительства. Перспективными планами развития гидроэнергетики предусматривается строительство гидроэлектростанций с крупными туннелями и подземными камерами для машинных залов. Это ставит перед инженерами-геологами ответственные задачи по обоснованию проектов этих сооружений, решение которых требует совершенствования мето*-дов изысканий и исследований.

Первая инструкция по производству инженерно-геологических изысканий для гидротехнических туннелей(И-33- 53) была составлена в 1953 г., когда опыт изысканий и объемы работ по строительству этих сооружений были    еще

сравнительно невелики. Краткое изложение принципов программирования инженерно-геологических изысканий для подземных сооружений содержится в инструкциях и руководствах по определению состава и объема изысканий для гидротехнического строительства, вышедших в 1962 (И-34—61) и 1974 гг. (П-651-74).

В настоящее время назрела необходимость обобщения накопившегося опыта и выпуска более подробного руководства, отвечающего современным требованиям проектирования и строительства подземных гидротехнических сооружений.

Настоящее руководство составлено на основе опыта инженерно-геологических изысканий и исследований Армгид— ропроекта, Тбилгидропроекта, Средазгидропроекта и других отделений, занимающихся проектированием подземных сооружений, а также отделов скальных оснований и геофизических изысканий и исследований Гидропроекта. Оно рассчитано на инженеров-геологов и предназначено помочь им на разных этапах и стадиях проектирования уяснить задачи, выбрать методы, установить состав и объемы необходимых

изысканий и исследований для различных подземных гидротехнических сооружений.

Руководство должно способствовать повышению качества материалов инженерно-геологических изысканий при одновременном сокращении их сроков, объемов и стоимости. Это может быть достигнуто на основе соблюдения следующих методических принципов программирования изысканий:    сво

евременное получение обоснованного технического задания на изыскания от проектировщиков; дифференцированный подход к составу и объему изысканий в зависимости от значимости сооружения и возможностей изучить условия его строительства; применение наиболее прогрессивных методов изысканий и исследований.

Предлагаемое руководство не ставит своей целью подробно осветить все вопросы методики инженерно—геологических изысканий и исследований для подземного гидротехнического строительства, так как многие из них являются узкоспециализированными и для их проведения имеются подробные рудоводства и инструкции. Перечень справочной и методической литературы приведен в конце книги.

Раздел первый

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ

И ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Задачи изысканий

В практике гидротехнического строительства возводятся разнообразные по конструкции и назначению подземные сооружения: деривационные и отводящие туннели гидроэлектростанций, туннели напорных водоводов, камеры для машинных залов и трансформаторных подстанций ГЭС и ГАЭС, туннели ирригационного и другого водохозяйственного назначения, строительные и транспортные туннели, строительные шахты и пр. (рис. 1).

По глубине заложения от дневной поверхности подземные сооружения могут различаться следующим образом: мелкого заложения - до 200, средней глубины заложения - от 200 до 500, глубокого заложения — более 500 м.

По протяженности различают туннели: короткие — до 1, средней длины — от 1 до 5 и длинные - более 5 км.

По условиям работы туннели могут быть напорными и безнапорными.

Проектирование и строительство подземных гидротехнических сооружений требуют тщательного изучения и анализа конкретных инженерно—геологических условий для обоснования принимаемых проектных решений: выбора трасс туннелей и водоводов, а также участков расположения машинных залов; выбора типов и конструкций крепления; определения способов ведения строительных работ. Эти задачи в зависимости от этапов и стадий проектирования (схема комплексного использования водотока,    технико—экономическое

обоснование, технический проект, рабочие чертежи), а так—

Рис. 1. Схема деривационной гидроэлектростанции с подземным машинным залом в начале деривации.

1—головной узел; 2 —напорный туннель турбинного водовода; 3 —подземная камера машинного зала; 4 — безнапорный отводящий туннель; 5-аэрационная шахта; 6 -строительная шахта; 7— проекция естественного русла реки.

же типов, размеров, глубины заложения и условий работы сооружений решаются с различной детальностью. На методику, состав и объемы инженерно—геологических изысканий влияют также сложность геологического строения и гидрогеологических условий, доступность местности и ее обнаженность.

Особенности инженерно—геологических изысканий    для

строительства подземных гидротехнических сооружений определяются тем, что эти сооружения закладываются на значительной глубине. Поэтому изыскания и исследования не всегда могут обеспечить достаточно полную и точную информацию о строении и свойствах горных пород в пределах всего интересующего проектировщиков горного массива. Полнота и точность сведений об инженерно—геологических условиях строительства подземных сооружений зависят также от сложности геологического строения и правильного выбора и комплексирования методов изысканий и исследований. При проведении изысканий следует учитывать, что горные породы в подземных сооружениях могут служить одновременно основаниями, средой и материалами, используемыми в конструктивных элементах (своды, стены, опорные целики, колонны И Т.П.).

6

Основными природными факторами, определяющими инженерно-геологические условия возведения и эксплуатации подземных гидротехнических сооружений, являются следующие:

1)    геологическое строение района — состав, литологические и текстурные особенности, распространение, мощность и условия залегания коренных горных пород, мощность и состав покровных отложений;

2)    тектоника района — наличие складчатых и разрывных тектонических структур, зон ослабления пород, характер и ориентировка преобладающих систем трещин;

3)    гидрогеологические условия, наличие водоносных горизонтов, их распространение, водообильность, водопроницаемость горных пород, распределение напоров подземных вод, химический состав и агрессивность подземных вод;

4)    физико—механические свойства горных пород в массиве с учетом их литологических и текстурных особенностей, трещиноватости, влажности, водостойкости, определяющие способы производства строительных работ, типы и конструкции временного и постоянного крепления;

5)    физико-геологические и инженерно—геологические процессы, влияющие на строительство и эксплуатацию подземных сооружений, сейсмоактивность и возможность проявления современных тектонических подвижек блоков пород;

6)    геотермические условия, определяющие условия строительства и эксплуатации подземных сооружений глубокого заложения, а в зоне многолетней мерзлоты — на небольших глубинах;

7)    газоносность горных пород - наличие и возможности поступления в подземные горные выработки взрывоопасных и вредных для здоровья людей и сохранности техники природных газов.

1.2. Изучение геологического строения района 1.2.1. Задачи изучения геологического строения

Геологическое строение является главнейшим фактором, определяющим условия строительства и эксплуатации подземных сооружений, поэтому тщательное его изучение является первейшей задачей инженерно—геологических изысканий на всех стадиях.

7

По сложности геологического строения и обнаженности районы проектирования подземных гидротехнических сооружений подразделяются на три категории:

I - районы распространения преимущественно крепких скальных осадочных или интрузивных пород с относительно простой стратиграфией и тектоникой, ясно выраженными и хорошо прослеживаемыми контактами, хорошей обнаженностью и отсутствием физико—геологических процессов, отрицательно влияющих на работу сооружения;

И — районы распространения различных по составу и крепости скальных и полускальных осадочных, интрузивных и вулканогенных пород с несложной стратиграфией и тектоникой, но со слабо выраженными, нечеткими контактами, наличием отдельных разрывных тектонических нарушений, с недостаточной обнаженностью и отдельными проявлениями физико—геологических процессов;

Ш — районы распространения различных по составу, крепости и устойчивости скальных, полускальных, глинистых и рыхлых пород со сложной стратиграфией, сложными фациальными взаимопереходами и не выдержанными по простиранию слоями пород, с разнообразной и трудно картируемой тектоникой, наличием крупных разрывных тектонических нарушений, сложной гидрогеологией, плохой обнаженностью и интенсивным развитием физико-геологических процессов, влияющих на оценку инженерно—геологических условий.

При изучении геологического строения района строительства подземных гидротехнических сооружений на всех этапах и стадиях проектирования обязательному изучению и освещению подлежат следующие основные геологичес ^ -j просы:

а)    петрографический состав, литологические и текстурные особенности горных пород, их сохранность:

б)    распространение, мощности и формы залегания основных стратиграфо—литологических комплексов и отдельных разновидностей пород;

в)    наличие, характер и ориентировка складчатых и разрывных тектонических структур, зон нарушения (ослабления) пород, преобладающих систем трещин;

г)    проявление современной тектоники и сейсмичности.

Знание петрографического состава, литологических, текстурных особенностей, трещиноватости и сохранности пород

8

позволяет правильно оценить их прочностные свойства, раз-рабатываемость и устойчивость в подземных выработках.

Представление о распространении, мощности и условиях залегания слоев горных пород, особенно неустойчивых, необходимо для выбора трасс и мест расположения туннелей, водоводов, камер для машинных залов ГЭС и ГАЭС и оценки инженерно—геологических условий отдельных участков строительства.

Выявление форм, характера и ориентировки    основных

складчатых и разрывных тектонических структур, зон нарушения и ослабления пород, преобладающих систем трещин и т.п. дает возможность определить места повышенного смятия и напряженного состояния пород, участки возможного проявления повышенного горного давления, характер и величины возможных вывалов пород, прогнозировать водопри— токи и пр.

Прогноз возможных проявлений современной тектоники и сейсмичности особо важное значение имеет в случаях проектирования туннелей большой протяженности, пересекающих различные в геоструктурном отношении горные хребты, региональные глубинные разломы и пр.

Изучение геологического строения, как правило, начинается со сбора и анализа имеющихся литературных, фондовых и архивных геологических материалов, составления предварительных геологических карт и разрезов. Дальнейшее натурное изучение геологического строения в зависимости от стадии проектирования и наличия материалов предыдущих исследований может быть ограничено инженерно-геологическим обследованием местности или сопровождаться инженерно-геологическими съемками соответствующих масштабов, закладкой специальных горных выработок и буровых скважин, электроразведкой, магниторазведкой, сейсморазведкой и пр.

1.2.2. Инженерно—геологические съемки

На предварительных стадиях проектирования [, схема использования реки, первый этап    технико—экономического

обоснования (T30)J для выбора и предварительной оценки отдельных вариантов компоновки сооружений осуществляют инженерно—геологическое обследование местности, в про-

c.