Инженерно-геологическую съемку участка расположения конкурирующих трасс туннеля проводят так, чтобы контур ее охватывал все варианты трассы и простирался в стороны настолько, чтобы можно было получить необходимое представление о геологическом строении участка на глубине заложения туннеля. При съемке особое внимание должно быть обращено на выявление тектонического строения изучаемого участка. Масштаб съемки, в зависимости от сложности геологического строения, может изменяться от 1:10000 до 1:25000.

3.15. Горно-буровые и геофизические работы проводят по всем вариантам трассы туннеля, но наиболее подробно - по выбранной трассе. В районе с простым геологическим строением геологический разрез по трассе может быть составлен на основании геологической съемки, небольшого количества неглубоких разведочных выработок, углубленных в коренные породы на несколько метров, и данных геофизической разведки. В среднем на 1 км трассы в этих условиях должно быть пройдено 1-2 выработки. В районах со сложным геологическим строением и при отсутствии обнажений пород помимо этого проходят более глубокие буровые скважины, которые должны дойти до тех пород, в которых будет пройден туннель. Скважины закладывают главным образом на малоблагоприятных по геологическим условиям участках. В среднем при выборе трассы на 1 км надо предусматривать одну глубокую разведочную скважину, а на выбранной трассе - две. Необходимость и возможность бурения скважин в каждом случае должна быть строго обоснована.

Скважины проходят до глубины заложения туннеля, если она не превышает 300 м. При большей глубине геологический разрез по трассе составляют на основании геологической съемки, геофизической разведки и неглубоких разведочных выработок. Геофизическая разведка должна всегда сопровождать остальные виды изыскательских работ по трассе туннеля.

На портальных участках туннеля разведочные выработки проходят с целью установить мощность рыхлого четвертичного покрова на склонах и выявить сохранность пород коренной основы. Расстояние между выработками может быть от 25 до 100 м, глубина их зависит от мощности покровных отложений и зоны выветривания. При малой их мощности (до 2 м) разведку ведут шурфами и канавами, при большей мощности - скважинами, которые необходимо доводить до сохранных коренных пород. Наиболее подробно разведывают трассу туннеля и порталы на выбранном варианте.

3.16. Гидрогеологические исследования проводят с целью выявления притока воды в подземные выемки в период строительства или утечки в период эксплуатации сооружения, определения гидростатического давления на свод выемки и агрессивных свойств воды по отношению к бетону и металлу.

В процессе инженерно-геологической съемки и разведочных работ проводят необходимые гидрогеологические наблюдения на естественных выходах воды и в разведочных выработках. При выборе трассы водопроницаемость пород характеризуют по косвенным показателям (трещиноватости, закарстованности и др.), на выбранной трассе в скважинах ведутся наблюдения за изменениями уровня воды в выработке и потерей промывочной жидкости и могут проводиться откачки и нагнетания воды. Количество полевых опытов должно быть достаточным для характеристики водопроницаемости пород, в которых пройдет туннель. Каждая глубокая скважина должна быть опробована опытными нагнетаниями и при необходимости откачками.

3.17. Изучение физико-механических свойств пород на первом этапе изысканий проводят только в лабораторных условиях. В состав их входят определение классификационных характеристик всех горных пород, включая значения коэффициента крепости, которые могут быть встречены при проходке подземных выемок, и временного сопротивления сжатию основных разновидностей скальных пород.

Значения коэффициента отпора, модуля деформации и горного давления принимают с учетом этих данных на основании результатов геофизических исследований и использования аналогов.

Для выбранного варианта физико-механические свойства пород изучают более подробно, включая при необходимости полевые методы исследований.

Газоносность пород и геотермические условия на первом этапе работ устанавливают по общим геологическим данным, а на втором этапе для этих целей могут проводиться специальные исследования.

3.18. При изысканиях для проектирования напорно-станционных узлов (НСУ) должны быть освещены следующие инженерно-геологические вопросы: устойчивость участка расположения напорного бассейна, уравнительных сооружений и напорных трубопроводов; возможность фильтрации из напорного бассейна и ее влияние на устойчивость сооружений; характеристика водоносных пород; условия проходки котлована здания ГЭС, выемки под трубопроводы.

На первом этапе работ проводят инженерно-геологическую съемку всего участка расположения вариантов НСУ, масштаб ее в зависимости от сложности инженерно-геологических условий может изменяться от 1:5000 до 1:25000. На втором этапе по выбранному варианту в случае необходимости могут быть проведены дополнительные съемочные работы. Если устойчивость склона внушает опасения, то на нем проводятся специальные исследования.

3.19. Горно-буровые работы проводят для всех вариантов напорно-станционного узла, но наиболее подробно - для выбранного. Выработки располагают по линиям, проходящим по склону от напорного бассейна до подножья склона, где проектируется здание ГЭС.

На площадке напорного бассейна необходимо пройти одну-две скважины, глубина которых в рыхлых породах должна в 2-3 раза превышать его глубину, в скальных породах скважины надо бурить до сохранной скалы и углублять в нее на 3-5 м. Для изучения условий фильтрации из напорного бассейна, выявления просадочности пород и др. проходятся шурфы необходимой глубины.

По трассе напорных водоводов выработки (скважины, шурфы) проходят на всех характерных участках. Выработки должны вскрыть породы коренной основы, не затронутые выветриванием и разуплотнением, и углубиться в них на 5-7 м. Расстояния между разведочными выработками по вариантам трассы могут составлять от 50 до 100 м.

На участке здания ГЭС, если его основание сложено скальными породами, разведочные скважины проходят на 10-15 м ниже отметки заложения фундамента. По трассам возможного расположения отводящего канала и холостого водосброса проходят 2-3 выработки на 5-7 м глубже отметки заложения сооружений.

3.20. Гидрогеологические исследования при изысканиях для выбора участка напорно-станционного узла проводят с целью оценить: возможность фильтрации из бассейна и каналов, влияние фильтрации на устойчивость склона, приток воды в строительные выемки. Для решения задач должны быть пройдены разведочные выработки и в них проведены опытно-фильтрационные работы (откачки, наливы в шурфы). Каждый водоносный горизонт должен быть охарактеризован коэффициентом фильтрации.

3.21. Исследования физико-механических свойств грунтов на первом этапе изысканий проводят по всем вариантам возможного расположения НСУ в объеме, позволяющем дать общую инженерно-геологическую характеристику грунтов и оценку их свойств как естественных оснований. На втором этапе изысканий проводят дополнительные исследования физико-механических свойств грунтов, необходимые для обоснованного выполнения проектных расчетов.

3.22. Изыскания по водохранилищу на первом этапе должны осветить инженерно-геологические условия создания водохранилища при различных вариантах расположения створа гидроузла и отметок НПУ, прорабатываемых в ТЭО. Для рассматриваемых вариантов, на основе изучения геоморфологии долины реки и общих геолого-гидрогеологических особенностей территории проектируемого водохранилища, должны быть оценены:

возможность существенных для водного баланса водохранилища фильтрационных потерь;

экологические последствия создания водохранилища;

влияние водохранилища на населенные пункты, народнохозяйственные объекты, месторождения полезных ископаемых, ценные сельскохозяйственные угодья (подтопление и переработка берегов);

возможность активизации старых и возникновения новых оползней, которые могут нанести ущерб народнохозяйственным объектам на берегу или привести к местному или общему заполнению водоема наносами;

возможность возникновения для горных водохранилищ крупных оползней или обвалов, которые могут перегородить водоем или уменьшить его емкость.

Для решения задач первого этапа выполняется сбор литературных и фондовых материалов по району проектируемого водохранилища, а также используются карты государственной геологической съемки масштабов от 1:200000 до 1:50000. Собранные материалы дополняются рекогносцировочным обследованием, которым должны быть покрыты вся чаша водохранилища и прилегающие территории в зоне возможного влияния водохранилища, включая участки междуречий, потенциально опасные в отношении фильтрации значительных размеров в соседние долины. При назначении границ рекогносцировки следует исходить из максимальной отметки подпора и самого нижнего по течению реки расположения створа плотины.

Для оценки опасных явлений в береговой зоне горных водохранилищ на первом и втором этапах следует произвести инженерно-геологическую съемку территории, прилегающей к урезу воды водохранилища. Границей съемки должна быть зона возможного влияния водохранилища на берега, а в необходимых случаях - водоразделы с соседними долинами.

Масштабы съемок должны быть от 1:200000 до 1:25000. В случае особо сложных инженерно-геологических условий могут быть приняты более крупные масштабы. Отдельные типовые участки могут сниматься в масштабе 1:5:10000.

Для равнинных водохранилищ необходимость сплошной съемки по периметру водохранилища должна определяться программой работ в зависимости от освоенности береговой зоны и требований охраны окружающей среды.

При проведении инженерно-геологических съемок территории водохранилищ обязательным является использование аэро - и космоснимков. В число точек обоснования инженерно-геологической съемки должны обязательно входить горные выработки (шурфы, расчистки, канавы) и скважины, процент которых от общего числа точек наблюдений принимается в соответствии со Сборником цен на изыскательские работы. При хорошей обнаженности участка допускается проходку горных выработок частично заменять описанием обнажений.

На участках междуречий, опасных в отношении возможности значительных фильтрационных утечек из водохранилища в соседние долины, для выяснения условий и размеров фильтрации при разных отметках подпорного уровня должны выполняться разведочные работы: геофизические и бурение разведочных скважин с проведением в них опытно-фильтрационных работ и организацией режимных наблюдений.

Разведку в случае необходимости следует проводить на участках развития инженерно-геологических процессов, опасных для сооружений и водохранилища: оползней, обвалов, селей и др.

Разведочные работы (при соответствующем обосновании в программе изысканий) должны также выполняться для сопоставительной оценки влияния водохранилища при разных отметках НПУ на народнохозяйственные объекты, расположенные в береговой зоне по всему контуру водоема. В общем случае такая оценка должна основываться на материалах инженерно-геологической съемки и на аналогах.

3.23. На втором этапе инженерно-геологические изыскания по водохранилищу выполняются применительно к выбранному створу плотины и НПУ. Они должны дать необходимый и достаточный материал для количественной оценки временных и постоянных фильтрационных потерь из водохранилища; для прогноза подпора подземных вод и переформирования берегов по всему периметру водохранилища и оценки устойчивости оползневых и обвальных склонов; для оценки возможности изменений водопритоков на участках эксплуатируемых и намеченных к разработке месторождений полезных ископаемых; для прогноза всплывания торфяников, изменения условий питания и разгрузки водоносных горизонтов и эксплуатационных расходов подземных вод, возможных изменений сейсмической активности территории и для обоснования схемы инженерной защиты объектов от воздействия водохранилища.

В состав инженерно-геологических работ по выбранному варианту должны входить: инженерно-геологические съемки с разведочными работами и лабораторными исследованиями грунтов и воды (геофизическими, горно-буровыми, опытно-фильтрационными); составление инженерно-геологического районирования побережий водохранилищ по условиям подпора подземных вод и переформирования берегов; установка режимных створов для наблюдений за режимом подземных вод на типовых участках в пределах выделенных инженерно-геологических районов и подрайонов, на участках народнохозяйственных объектов, попадающих в зону влияния водохранилища и на участках возможных утечек в соседние долины; геофизические и буровые работы на участках развития торфяников; рекогносцировочное обследование селеопасных участков; поиски месторождений естественных строительных материалов для строительства защитных сооружений.

3.24. При проведении инженерно-геологического районирования побережий водохранилища выделение инженерно-геологических районов и подрайонов следует проводить по геоморфологическим, гидрогеологическим и геодинамическим особенностям побережий, с учетом развития стратиграфо-литологических комплексов пород, имеющих примерно одинаковую степень литификации и сравнительно близкие физико-механические свойства (включая размываемость и размокаемость пород).

При назначении масштаба инженерно-геологических съемок на типовых участках и на участках народнохозяйственных объектов следует исходить из характера прогнозируемых процессов (подтопление, переработка берегов) и сложности геолого-гидрогеологических условий изучаемого участка. Для прогноза подпора подземных вод, подтопления и переработки берегов инженерно-геологические съемки выполняются в масштабе от 1:10000 до 1:2000 с обязательной нивелировкой берегового склона по характерным (по условиям рельефа) поперечникам для построения топографических профилей.

3.25. Разведочные выработки в пределах изучаемых участков следует задавать по поперечникам, направленным, в основном, перпендикулярно берегу водохранилища. Расстояния между поперечниками для прогноза подпора подземных вод и подтопления следует принимать на территориях городов, на площадках промышленных объектов 300-500 м, в сельских населенных пунктах 500-700 м, в ценных сельскохозяйственных и лесных угодьях м; для прогноза переработки берегов - с учетом рельефа берегового склона, но не менее одного поперечника на каждый инженерно-геологический район и на каждый геоморфологический элемент. Расположение выработок на поперечниках должно обеспечить построение детального геологического разреза в масштабах: горизонтальном 1:2:1000 и вертикальном 1:200. Число скважин на поперечниках для прогноза подпора подземных вод и подтопления берегов должно быть не менее трех. Ближайшая к водохранилищу скважина должна задаваться на отметке НПУ, отдельные скважины должны быть доведены до водоупора, если последний залегает на глубине не более двойной-тройной глубины подпора в водохранилище. Остальные скважины должны проходиться на 7-10 м ниже бытового уровня подземных вод. Не менее 3 скважин на типовом гидрогеологическом поперечнике оборудуются для наблюдений за режимом подземных вод. Наблюдения должны проводиться в течение всего периода проектирования и строительства гидроузла и наполнения водохранилища.

3.26. Водопроницаемость пород, определяющих условия развития подпора подземных вод на изучаемых участках, оценивается по данным опытно-фильтрационных работ с использованием результатов лабораторных исследований рыхлых и связных пород и изучения трещиноватости для скальных пород и по аналогам.

Прогнозы стационарного и неустановившегося подпора подземных вод и оценки фильтрационных потерь из водохранилища создаются на основе результатов опытно-фильтрационных работ или по данным режимных наблюдений.

Для прогноза переформирования берегов должны быть изучены в лаборатории физико-механические свойства грунтов, слагающих береговой склон: гранулометрический состав для рыхлых грунтов; естественная влажность, объемный вес, пределы пластичности и размокаемости для связных грунтов; размокание и размываемость для полускальных пород. Для торфяников в ложе водохранилища следует изучать мощность, степень разложения и объемный вес. При создании водохранилищ в сейсмоактивных районах должны быть выполнены работы по оценке устойчивости склонов при сейсмическом воздействии с учетом возможного разжижения рыхлых грунтов.

К инженерно-геологическим материалам по водохранилищу должна быть приложена справка от территориального управления Мингео о наличии, запасах и степени разведанности месторождений полезных ископаемых в зоне затопления.

3.27. Выбор карьеров естественных строительных материалов проводят в процессе инженерно-геологической съемки на конкурирующих участках. По наиболее перспективным карьерам проводят предпроектную разведку с определением объемов (запасов) по категории C1. По выбранному варианту проводят проектную разведку с определением объемов (запасов) по категориям B+C1 c учетом коэффициента обеспеченности 2, в том числе по категории В 50-60% потребности. При разведке большое внимание должно быть уделено определению возможности использования в качестве естественных строительных материалов грунтов из строительных выемок. Если этой возможности нет или запасов недостаточно, то в первую очередь изучаются карьеры, находящиеся в ложе водохранилища. Разведка карьеров вне контуров строительных выемок или зоны затопления должна быть специально оговорена в техническом задании главного инженера проекта. При разведке карьеров в зоне затопления следует обращать внимание на возможность влияния выемок карьеров на устойчивость склонов и переформирование берегов водохранилищ.

3.28. Записка об инженерно-геологических изысканиях для обоснования ТЭО гидроузла, входящая в состав проекта, должна содержать следующие разделы: введение; краткая характеристика геологического строения долины; описание и сопоставление инженерно-геологических и сейсмологических условий конкурирующих участков; инженерно-геологические условия на выбранном участке; инженерно-геологические условия создания водохранилища; строительные материалы; заключение. В записке должно быть приведено инженерно-геологическое районирование изученной территории; выделены определяющие элементы в системе сооружение-массив горных пород, выполнен анализ взаимодействия сооружения с основанием в периоды строительства и эксплуатации, даны рекомендации по выбору типов сооружений и их конструкций, обоснованы инженерные мероприятия по предотвращению неблагоприятных геологических процессов, подтверждена принятая технология строительных работ. Расчетные показатели должны быть обоснованы фактическими данными и аналогами, также должны быть приведены сведения о строящихся и эксплуатируемых гидроузлах в сходных природных условиях. Объем записки - до 100 страниц.

Основные графические приложения к записке: обзорная инженерно-геологическая карта района створов; инженерно-геологические карты вариантных участков; инженерно-геологические разрезы по району работ; инженерно-геологические разрезы по конкурирующим створам и более детальные по выбранному створу; материалы режимных гидрогеологических наблюдений и сводные данные лабораторных исследований; уточненные общие и предварительные специализированные инженерно-геологические и гидрогеологические модели; предварительная классификация общей тектонической нарушенности и групп сохранности (предварительная шкала сохранности) - в табличной форме; инженерно-геологическая карта и разрезы по водохранилищу; графические приложения по карьерам строительных материалов.

По завершении первого этапа ТЭО и вводу полученной информации в автоматизированную систему "Природные условия" САПР-ГЭС проводится обработка всех имеющихся материалов инженерно-геологических изысканий с привлечением аналогов банка данных. На основе автоматизированной обработки данных изысканий (расчленение, корреляция, построение графиков и разрезов и пр.) должны быть получены инженерно-геологические модели по каждому конкурирующему участку, а также проведена оценка инженерно-геологических характеристик участков строительства. Для выбора участка могут быть проведены оценочные (прямые и обратные) расчеты взаимодействия основания с сооружением, проверена устойчивость откосов и склонов.

4. ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ПРОЕКТА ГИДРОУЗЛА

4.1. Задачей инженерно-геологических изысканий для проекта гидроузла является обоснование выбора типов сооружений их компоновки и проектных решений по принятой компоновке.

4.2. Инженерно-геологические съемки выполняют только в случае необходимости корректирования имеющихся инженерно-геологических карт. В этом случае, как правило, по специальной программе выполняются структурно-тектонические, тектонические, неотектонические, сейсмологические и другие исследования.

4.3. Задачи сейсмологических исследований на этой стадии - получение исходных данных, обеспечивающих надежное определение расчетных сейсмических воздействий с учетом конкретных особенностей проектируемого сооружения и устанавливаемого оборудования, природных (геоморфологических, инженерно-геологических, сейсмологических и др.) условий участка строительства и повторяемости землетрясений; уточнение глубинного строения зоны водохранилища; уточнение расчетных акселерограмм для конкретных площадок; уточнение оценок интенсивности возможных тектонических подвижек и сейсмодеформаций. Для решения этих задач выполняются специальные глубинные виды сейсморазведочных работ и натурные наблюдения. Минимальный срок исследований, в зависимости от сложности объекта, - от 1 до 1,5 лет (приложение 5).

4.4. Выработки для обоснования проекта располагают по осям подпорных и других сооружений и по линиям, параллельным и перпендикулярным их осям. Расстояния на линиях, в зависимости от типа и размеров сооружений, а также от сложности инженерно-геологических условий могут составлять от 50 до 100 м. Крайние выработки располагают за пределами основания сооружений, по периметру строительного котлована. Более детально разведуют основание и примыкания высоких арочных и контрфорсных плотин, менее подробно - плотин из местных строительных материалов. Горно-буровые работы сопровождаются геофизической разведкой (приложение 9).

При определении мест расположения выработок и их глубины необходимо учитывать границы области взаимодействия подпорного сооружения с основанием, которые к началу составления проекта могут быть установлены с достаточной точностью. При этом должны быть учтены возможные изменения инженерно-геологических условий в процессе строительства и в период эксплуатации сооружений: разуплотнение и выветривание горных пород, повышенная фильтрация, механическая и химическая суффозия пород, взвешивающее давление напорных вод, приток агрессивных вод и т. д. для того, чтобы можно было рекомендовать необходимые защитные мероприятия (укрепление и углубление основания, противофильтрационные завесы, дренажи, мелиорация грунтов и пр.). Глубину скважин для изучения геологической структуры, многолетней мерзлоты и других вопросов определяют по специальной методике в отдельной программе.

В пределах контуров оснований бетонных плотин должны быть пройдены горные выработки: шурфы, шахты, штольни, смотровые скважины. Количество их определяется особенностями геологического строения и конструкцией сооружения. Каждый характерный участок основания или примыкания плотин должен быть освещен горной выработкой. В этих выработках подробно изучают геологический разрез и гидрогеологические особенности, выявляют слабые прослои, зоны выветривания и разуплотнения, тектоническую нарушенность и трещиноватость пород и пр.

При изысканиях для строительства высоких каменно-земляных плотин (более 70 м) необходимо разведать открытыми выработками в сочетании с полевыми геофизическими работами зону сопряжения плотины с основанием с тем, чтобы можно было установить необходимую врезку сооружения, глубину закладки зуба и всего подземного контура.

4.5. На этой стадии изысканий выполняется значительный объем комплексных геофизических исследований, включающих наблюдения как на дневной поверхности, так и в разведочных горных выработках и скважинах. Основная задача этих исследований - получение исходных данных для уточнения инженерно-геологического строения участка, а также для характеристики физико-механических свойств и состояния пород в естественном залегании. Рекомендуемые при этом виды и объемы геофизических работ приведены в приложении 9.

4.6. Задачей гидрогеологических исследований является уточнение гидрогеологических условий участка створа и их дифференцированная характеристика применительно к рассматриваемым в проекте сооружениям при различных вариантах их размещения с целью составления прогноза изменений гидрогеологических условий при строительстве и эксплуатации гидроузла и обоснования типов и параметров противофильтрационных и дренажных мероприятий, способов производства работ (водопонижение, открытый водоотлив). При определении состава и объемов гидрогеологических исследований необходимо руководствоваться следующими положениями:

а) состав и объем гидрогеологических исследований должен назначаться на основе составленной в ТЭО геофильтрационной модели;

б) расчетные значения водопроницаемости сильноводопроницаемых и фильтрационно-неоднородных пород в основании подпорных сооружений (гравийно-галечные грунты, закарстованные или тектонически раздробленные породы) и гидрогеологических параметров, необходимых для фильтрационных расчетов строительного водопонижения и дренажей (коэффициенты уровнепроводности, пьезопроводности, водоотдачи, анизотропии, фильтрационного сопротивления русловых отложений), должны быть обоснованы по результатам кустовых откачек и наблюдений за уровенным режимом подземных вод. Количество кустовых откачек и места их проведения должны назначаться с учетом данных опытов в одиночных скважинах;

в) во всех скважинах, проходимых в скальных и полускальных породах на участке напорных сооружений для уточнения контура противофильтрационных мероприятий, намеченных в ТЭО, должно быть выполнено сплошное опробование позонными нагнетаниями и наливами. В сухих породах допускается опробование нагнетанием воздуха;

г) наблюдения за режимом подземных вод должны проводиться в течение всего периода изысканий. При необходимости заложенная в разработках для ТЭО пьезометрическая сеть должна быть расширена;

д) полевые опыты по оценке фильтрационной устойчивости пород, определение естественных скоростей фильтрации проводятся только в том случае, если данные этих опытов нужны для специальных расчетов и прогнозов (скорости выщелачивания легкорастворимых пород в основании сооружений, выявление возможности развития внутреннего размыва и суффозии).

4.7. Физико-механические свойства грунтов, залегающих в пределах области взаимодействия сооружения с основанием, изучают лабораторными и полевыми методами. Исследования выполняют для каждого выделенного слоя (инженерно-геологического элемента), зоны или контакта двух слоев, способных влиять на устойчивость проектируемого сооружения, откоса или естественного склона. В лабораторных условиях определяют показатели физических свойств всех видов пород, а также сопротивление сдвигу и сжимаемость связных пород. Сопротивление сдвигу и деформируемость скальных грунтов в массиве и некоторых видов нескальных грунтов (крупнообломочных, слабых водонасыщенных и др.) следует определять в стендовых приборах и полевыми опытами, в состав которых могут входить испытания штампами и срезом целиков, сейсмоакустические исследования, опробование прессиометрией, крыльчаткой, динамическим зондированием и пр.

4.8. По трассе деривационного канала инженерно-геологическую съемку следует выполнять в масштабе 1:2000-1:10000. В дополнение к съемке могут быть выполнены специальные исследования неблагоприятных геологических процессов, развитых в зоне влияния канала. Данные изысканий должны обосновывать инженерные мероприятия, препятствующие вредному влиянию этих процессов на сооружение и строительные работы.

Разведочные выработки должны располагаться по всей трассе деривации и с меньшими интервалами на участках со сложными инженерно-геологическими условиями. Расстояние между выработками могут быть от 25 до 100 м. Разведку проводят скважинами и шурфами, а также геофизическими методами. Скважины должны быть пройдены на 5-7 м ниже дна канала, а отдельные скважины следует доводить до водоупора.

Гидрогеологические исследования должны быть направлены на уточнение условий строительства и гидрогеологических параметров, положенных в обоснование фильтрационных расчетов и прогнозов, выполненных при составлении ТЭО и принятых на их основе проектных решений.

4.9. Для обоснования проекта подземных гидротехнических сооружений, входящих в состав гидроузла, в дополнение к ранее выполненным изысканиям проводят необходимые изыскательские и исследовательские работы с целью получения детальной характеристики структурно-геологических, горно-технических и гидрогеологических условий участка строительства; состояния и физико-механических свойств грунтов, в которых пройдут подземные выемки; состав и мощность рыхлых и ослабленных выветриванием и разуплотнением пород на участках порталов и в местах неглубокого заложения подземных сооружений. Их состав и объем определяются специальной программой.

Конкретной задачей на этой стадии изысканий является уточнение инженерно-геологической модели, которая должна также учитывать конструкцию выработок, технологию проходки и крепления (геолого-технологическая модель).

Изучение массива вмещающих пород осуществляется преимущественно с помощью прямого опробования пород в горных выработках с применением комплекса геофизических исследований. На этой стадии решаются следующие основные вопросы:

уточнение геологического строения и гидрогеологических условий участка (трассы) размещения подземных сооружений с подробным изучением разрывных нарушений, трещиноватости и составлением геолого-структурной модели массива пород;

изучение техногенного процесса разуплотнения вокруг горных выработок и динамики его развития, прогнозная оценка горного давления на обделку подземных выработок;

инженерно-геологическое обоснование способов проходки и крепления подземных выработок с учетом конкретных геологических условий, оптимальных конструкций анкерных креплений;

обоснование инженерно-геологических рекомендаций по установке контрольно-измерительной аппаратуры, проведению и интерпретации результатов натурных исследований.

4.10. Инженерно-геологическая съемка по трассам туннелей выполняется в масштабах 1:2000-1:10000 и сопровождается картировочным бурением, проходкой шурфов, расчисток, разведочных штолен. По трассам туннелей разведку следует производить скважинами глубиной на 10-15 м ниже отметок их заложения, но, как правило, не глубже 300 м. На портальных участках туннелей следует закладывать разведочные скважины и горные выработки, в том числе штольни до сохранных коренных пород. В местах расположения шахт, подземных машинных залов ГЭС и других подземных сооружений должны быть пробурены 1-3 скважины до глубины на 15-20 м ниже подошвы сооружений.

Расстояния между выработками по трассе туннелей принимают м, на участках порталов 20-50 м. При документации разведочных выработок необходимо обращать особое внимание на выявление и подробное описание тектонических нарушений и трещиноватости, определение литологического состава пород и границ слоев и отбор образцов для лабораторных исследований.

4.11. Гидрогеологические исследования - откачки, нагнетания, наливы, наблюдения за режимом подземных вод проводят в составе и объеме, необходимых для определения притока воды в подземные выемки и утечки из них, гидростатического давления на свод выемки и агрессивности подземных вод. Откачками и нагнетаниями опробуют все слои, которые могут служить путями интенсивной фильтрации. В материалах изысканий по данным прямых определений (там, где это возможно) и по аналогам должны быть охарактеризованы газоносность пород и геотермические условия.

4.12. Исследования физико-механических свойств пород - среды подземных сооружений - проводят лабораторными и полевыми методами. В лабораторных условиях определяют физические свойства и временное сопротивление сжатию скальных грунтов. В полевых условиях определяют прочностные и деформационные свойства грунтов, коэффициент упругого отпора, напряженное состояние пород в массиве. При полевых исследованиях грунтов, как правило, применяют геофизические методы исследований, сочетая их с детальными инженерно-геологическими работами. Программа исследований скальных грунтов может включать:

определение параметров прочности при сдвиге (tgj и С) скальных целиков либо обрушении уступов, а также проведение опытов в условиях трехосных испытаний;

определение прочности на сжатие и растяжение скальных грунтов в целиках;

определение модуля деформации, коэффициента упругого отпора пород и уровня естественных напряжений, действующих в скальном массиве, методом компенсации (плоские домкраты);

определение естественных напряжений в скальном массиве методом частичной разгрузки в процессе проходки выработок на большой базе измерений;

определение несущей способности анкеров;

прессиометрические испытания в скважинах для определения модуля деформации и расчленения массива по деформационным показателям.

Полевые исследования скальных грунтов должны сопровождаться инженерно-геологической документацией, лабораторными испытаниями образцов и геофизическими исследованиями.

4.13. Геофизические изыскания и исследования для подземных гидроэнергетических сооружений должны назначаться в сочетании с другими видами работ для решения следующих задач:

выделение и прослеживание в массиве пород зон тектонического дробления;

уточнение геологического строения массива горных пород между выработками на участке расположения сооружений;

разделение пород по степени трещиноватости, пористости, глинистости и водонасыщенности;

определение естественного напряженного состояния массива;

определение параметров зон разуплотнения вокруг выработок и контроль за их изменением во времени;

оценка величины коэффициента удельного отпора для расчета облицовок туннелей и камер;

изучение свойств пород на участках проведения геомеханических опытов и уточнение экспериментальных зависимостей между прочностными и деформационными показателями с целью построения деформационной модели;

определение неоднородности и анизотропии упругих, деформационных и прочностных свойств пород в естественном залегании.

Перечисленные задачи следует решать комплексом геофизических методов, включающих:

сейсморазведочные работы методами профилирования и прозвучивания;

ультразвуковые исследованния на образцах, в шпурах и в скважинах;

магниторазведочные работы;

электропрофилирование и ВЭЗ;

каротаж;

акустико-эмиссионные исследования.

4.14. Для обоснования проекта напорно-станционного узла проводятся дополнительные к выполненным в ТЭО изыскательские работы. Инженерно-геологическую съемку проводят только в сложных инженерно-геологических условиях, когда необходимо иметь карту более крупного масштаба или расширить границы существующей карты. В дополнение к съемке по специальной программе могут быть проведены исследования для оценки устойчивости склона. По всем сооружениям НСУ проводят горно-буровые и геофизические разведочные работы. Расстояния между разведочными выработками могут изменяться от 20 до 50 м, а глубина их принимается на 10-15 м ниже основания сооружений. Расположение выработок должно соответствовать принятой компоновке. В местах заложения опор трубопроводов и других наиболее ответственных сооружений необходимо проходить шурфы или скважины большого диаметра.

4.15. На стадии проекта инженерно-геологические изыскания должны уточнить геолого-гидрогеологические условия чаши проектируемого водохранилища, влияние водохранилища на окружающую среду, а также обосновать проект сооружений инженерной защиты. Для уточнения составленного в ТЭО прогноза подпора подземных вод, подтопления и переработки берегов для всего периметра водохранилища программой работ должно быть предусмотрено проведение инженерно-геологических изысканий на конкретных участках побережий, подлежащих защите. При назначении состава и объемов инженерно-геологических работ для обоснования проекта защитных сооружений следует руководствоваться следующими соображениями:

состав и объем изысканий должен определяться типом и классом защитных сооружений, особенностями инженерно-геологических условий участка и степенью его изученности в ТЭО;

на участках ограждающих дамб разведочные выработки необходимо размещать по осям дамб через 100-200 м в зависимости от сложности инженерно-геологических условий. В сложных условиях и при высоте дамб более 12 м через 200-300 м должны быть заложены поперечники не менее чем из 3 скважин: по оси дамбы и вблизи обоих контуров подошвы дамбы. Глубина выработок принимается не менее полуторной высоты дамб;

на участках дренажных сооружений разведочные скважины должны проходиться по трассе дренажа с шагом 200-300 м; 50% скважин должно быть пройдено до водоупора, а в случае его глубокого залегания - ниже первого от поверхности уровня подземных вод на двух-, трехкратную величину подпора. Гидрогеологические параметры дренируемых водоносных горизонтов следует обосновывать опытно-фильтрационными работами: одиночными откачками из 30-50% разведочных скважин и длительными кустовыми откачками на типовых участках трассы;

расчетные показатели физико-механических свойств грунтов, являющихся основанием защитных сооружений, должны быть обеспечены результатами лабораторных испытаний. Для сооружений III и IV классов прочностные и деформационные свойства грунтов допускается принимать по СНиП 2.02.01-83;

месторождения строительных материалов для возведения защитных сооружений должны быть разведаны в соответствии с указаниями п.3.27.

4.16. При изысканиях для обоснования проекта проводят проектную разведку намеченных в ТЭО к эксплуатации карьеров естественных строительных материалов. Разведка должна обеспечить подсчет запасов по различным категориям в следующем соотношении к потребности: А + В = 100 % и C1 = 25¸50% (резерв). При выполнении изысканий для основных сооружений должна быть выявлена возможность полного использования в качестве строительных материалов грунтов из полезных выемок. В случае необходимости для этих целей проходят дополнительные выработки и отбирают пробы.

При рассмотрении карьеров со специфическими грунтами как основного материала для возведения земляных сооружений на данной стадии по специальной программе должны быть проведены опытно-производственные исследования по разработке и укладке этих грунтов в опытные насыпи.

4.17. На этой стадии должны быть уточнены специализированные инженерно-геологические модели (трещиноватости, геомеханических свойств, водопроницаемости и др.) для различных участков массива горных пород и разработана предварительная шкала сохранности пород (классификация пород массива по группам сохранности) с учетом результатов полевых исследований грунтов и детальных геофизических исследований.

4.18. Записка об инженерно-геологическом обосновании проекта гидроузла (раздел проекта "Инженерно-геологические условия") должна содержать следующие подразделы: введение, краткая геологическая характеристика района строительства, инженерно-геологические и сейсмологические условия участка гидроузла, инженерно-геологическая оценка условий строительства и эксплуатации основных сооружений, инженерно-геологические условия вспомогательных сооружений, местные строительные материалы, инженерно-геологические условия водохранилища, выводы, приложения.

Основные графические приложения к разделу проекта включают: инженерно-геологическую карту района; инженерно-геологические и специализированные карты и разрезы по участкам основных и вспомогательных сооружений, местных строительных материалов, водохранилищу; специализированные инженерно-геологические модели и расчетные схемы; материалы исследования физико-механических и фильтрационных свойств массива пород; карты фактического материала.

Масштабы обзорных карт принимаются по району гидроузла 1:50000-1: а по участкам сооружений и карьеров стройматериалов 1:2000-1:10000. По водохранилищам инженерно-геологическую съемку в масштабе 1:2000-1:10000 следует выполнять на ценных в хозяйственном отношении или на ключевых участках прибрежной зоны для составления проекта защитных мероприятий, для оценки и прогнозирования возможности развития неблагоприятных процессов.

Состав, содержание, объем и оформление раздела проекта "Инженерно-геологические условия" должны соответствовать стандарту предприятия.

Инженерно-геологическая информация, полученная в ходе изысканий на данной стадии, должна быть введена в банк данных системы автоматизированной обработки материалов изысканий и при необходимости должны быть выполнены поверочные расчеты и соответствующие уточнения инженерно-геологической модели.

5. ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

5.1. Изыскания на стадии рабочей документации необходимо проводить с учетом ранее выполненных работ. Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать материалами для разработок рабочих чертежей, детализации проекта производства строительных работ, обоснования расчетов конструкции фундаментов и устойчивости сооружений, мероприятий по защите окружающей среды от техногенного воздействия.

На этой стадии по специальной программе, как правило, ведутся наблюдения за всеми неблагоприятными техногенными геологическими процессами, развивающимися в строительных выработках или в непосредственной близости к ним и представляющими угрозу для строящихся сооружений или окружающей геологической среды. В случае необходимости организуются специальные исследования причин возникновения и степени опасности этих процессов, а также получение данных для разработки мероприятий по предотвращению или нейтрализации их.

5.2. Дополнительные горно-буровые работы, как правило, проводят в пределах контуров строительных котлованов, а гидрогеологические наблюдения - в зоне влияния котлована на подземные воды. Расстояния между выработками (с учетом пройденных ранее) в зависимости от категории сложности инженерно-геологических условий могут составлять от 20 до 100 м. Глубина выработок должна быть достаточной, чтобы правильно оценить взаимодействие сооружения с основанием и запроектировать необходимые мероприятия по его улучшению. Глубину воздействия сооружения на основание следует определять по аналогам или по результатам исследований (расчетов, моделирования и др.), выполняющихся по специальным программам.

5.3. Задачи сейсмологических исследований на стадии рабочей документации состоят в уточнении специфики поведения отдельных элементов основания и сооружений при расчетных землетрясениях; разработке программы и проекта натурных сейсмологических и геофизических наблюдений в периоды строительства и эксплуатации; организации и проведении первых циклов наблюдений. Длительность наблюдений должна быть не менее 5 лет (в процессе строительства). Состав и объем работ устанавливаются отдельной программой.

5.4. На этой стадии выполняются комплексные геофизические работы с целью уточнения строения, свойств и состояния пород в различных частях исследуемого массива, а также для определения степени влияния различных техногенных факторов на основные безрасчетные показатели свойств пород, применяемые в проекте.

5.5. Гидрогеологические исследования следует проводить в составе и объемах, необходимых для корректировки проекта водоотлива, строительного водопонижения, параметров и конструкции противофильтрационных и дренажных устройств. На участках заложения котлованов, водопонизительных установок и дренажей детально изучают граничные условия и определяют гидрогеологические параметры осушаемых, разгружаемых и дренируемых водоносных горизонтов, также должны быть определены взаимосвязи горизонтов между собой и с поверхностными водами, коррозионные свойства подземных и поверхностных вод и их смесей. Как правило, определяется содержание в подземных водах и водовмещающих породах неустойчивых компонентов, которые при работе дренажей, водопонизительных и разгрузочных скважин вследствие изменения естественного гидродинамического и солевого режимов могут выпадать в осадок и нарушать работу фильтров скважин. В состав изысканий должны быть включены кустовые откачки и режимные наблюдения за уровнем и химическим составом подземных вод.

Стационарная наблюдательная сеть при необходимости должна быть расширена и дополнена с учетом расположения строительных выемок, дренажей и противофильтрационных сооружений. Для уточнения эффективности дренажей и противофильтрационных завес должны выполняться опытно-фильтрационные работы в сочетании с геофизическими работами (расходометрия, резистивиметрия и пр.).

5.6. Исследования физико-механических свойств грунтов, как правило, проводят для подтверждения расчетных значений показателей (например, сопротивления сдвигу и сжимаемости). Кроме того, физические свойства грунтов изучают с целью выявления их изменения в период строительства вследствие выветривания, разуплотнения, набухания или взвешивания напорными водами. Для получения большей достоверности исследования проводят по специальной программе преимущественно полевыми методами, в том числе и геофизическими. Общее количество полевых определений для каждого изучаемого слоя (инженерно-геологического элемента) должно соответствовать требованиям СНиП 1.02.07-87. В процессе строительства подземных сооружений полевыми опытами по отдельной программе определяют коэффициент удельного отпора, напряженное состояние пород и горное давление. В случае необходимости продолжают изучение геотермических условий и газоносности пород, а также несущих свойств скальных пород геомеханическими и геофизическими методами исследований.

5.7. По водохранилищу на стадии рабочей документации инженерно-геологические изыскания должны обеспечить материалами по оценке влияния водохранилища на окружающую среду и проектированию защитных сооружений применительно к уточненным на стадии проекта границам и гидрогеологическому режиму водоема. Обязательным является проведение наблюдений за режимом подземных вод на типовых защищаемых участках побережий.

5.8. На стадии рабочей документации проводят детальную, а в случае необходимости детально-эксплуатационную разведку требуемых объемов строительных материалов.

5.9. Состав материалов, представляемых для обоснования рабочей документации, и порядок их оформления зависят от характера выполненных изыскательских работ. Если для инженерно-геологического обоснования рабочей документации уточнялись только отдельные вопросы по специальным программам, то по каждому из ниx в ходе работ, как правило, выпускают отдельную записку с соответствующими графическими приложениями. После окончания всех инженерно-геологических работ эти записки используют для составления сводного отчета. Если же на данной стадии по отдельным сооружениям проводили достаточно полные изыскания, то по их результатам должен составляться подробный отчет по тому же плану, что и на стадии проекта. В составе материалов обязателен окончательный вариант классификации пород по группам сохранности (шкала сохранности).

Все новые данные, полученные в ходе изысканий и опытно-производственных исследовании, вводятся в систему автоматизированной обработки инженерно-геологических материалов.

Б. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ПРОЕКТОВ ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩИХ СТАНЦИЙ

6. ЗАДАЧИ ИЗЫСКАНИЙ

6.1. Для равнинных деривационных станций (ГАЭС) верхний аккумулирующий бассейн обычно создается заново путем обвалования участка плато или террасы. В качестве нижнего бассейна часто используются существующие естественные или искусственные водоемы. Здание ГАЭС может быть наземным или подземным, водоводы также наземными или подземными. Основные сооружения ГАЭС (верхний бассейн, трубопроводы, здания станции и нижний бассейн) относятся к сооружениям I класса. Особо высокие требования предъявляются к устойчивости склонов в пределах сооружений ГАЭС (СНиП 2.06.01-86, п.4.3). Расчеты устойчивости таких склонов выполняют по предельным состояниям первой группы (СНиП 2.02.02-85, п.1.5).

6.2. Задачи инженерно-геологических изысканий для обоснования проектов деривационных равнинных ГАЭС определяются следующими особенностями конструкции и условий эксплуатации их:

использованием для создания комплекса сооружений крутого склона, в образовании которого нередко участвуют современные и древние оползни;

наличием обширного верхнего бассейна, фильтрация из которого может существенно влиять на устойчивость склона;

необходимостью при строительстве создания временных и постоянных выемок у подножья высокого склона при непременном условии сохранения его устойчивости;

частыми переключателями работы оборудования из насосного в турбинный режим и наоборот, и в связи с этим значительными по амплитуде интенсивными колебаниями уровней воды в бассейнах и движением мощных потоков воды переменного направления.

7. ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ СХЕМЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ГАЭС

7.1. В схеме размещения (СР) рассматривают энергоэкономические аспекты разных вариантов размещения объектов, зачастую располагающихся на большом расстоянии друг от друга в бассейнах разных рек, дают сопоставительную оценку и выбирают наиболее перспективные варианты с наиболее благоприятными топографическими и геологическими условиями. СР составляют в два этапа.

7.2. В задачу первого этапа входит выбор района ГАЭС, т. е. части территории в пределах энергосистемы, где рассматриваются несколько участков, из которых определяются наиболее перспективные для строительства. На первом этапе СР изыскательские работы ограничивают инженерно-геологическим обследованием и сбором фондовых геологических материалов. В их задачу входит общая инженерно-геологическая характеристика территории и отдельных участков. На первом этапе необходимо составлять сводную записку, в которой излагают сведения о геологических условиях и о развитии неблагоприятных процессов, влияющих на устойчивость склонов, приводят данные о водоудерживающей способности пород. По каждой рассматриваемой площадке составляют краткую инженерно-геологическую характеристику условий строительства. К записке прилагают схемы инженерно-геологического районирования территории и отдельных участков.

7.3. На втором этапе СР на перспективных участках выполняют инженерно-геологические изыскания, в программу которых требуется включать инженерно-геологическую рекогносцировку, буровые и опытно-фильтрационные работы, проходку горных выработок и геофизические исследования. При размещении и определении глубины выработок и участков геофизических исследований исходят из необходимости получения информации об условиях фильтрации из верхнего бассейна, о характере и интенсивности естественных геологических процессов на склоне в области воздействия сооружений.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5