При прохождении производственной практики целью работы являлось закрепление теоретических знаний по геокриологии, освоить методику мерзлотных исследований, а также ознакомиться с мерзлотно-геологическим строением участка работ.
Работы включали в себя:
- Снегомерные наблюдения на участках: НПС-14 и ВСТО МН на 1700-1719 км;
- замеры температур в термоскважинах;
- В результате работы приобретены практические навыки выполнения различных видов работ.
ХАРАКТЕРИСТИКА СТЕПЕНИ ИЗУЧЕННОСТИ, ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ
Исследуемый участок магистрального нефтепровода в административном отношении, находится на территории Республики Саха (Якутия).
Полоса трассы в 1955-63 годах была покрыта государственной геологической съёмкой масштаба 1:200000, по результатам которой в 1978 году была составлена геологическая карта Якутии.
Первые кондиционные инженерно-геологические исследования начали
проводиться в связи со строительством БАМа (участок Тында-Беркакит), Амуро-Якутской автодорожной магистрали и новой железнодорожной линии Беркакит — Томмот-Якутск.
Планомерные региональные гидрогеологические, геокриологические и инженерно-геологические исследования в зоне БАМа проводились в период с 1974 до 1984 года организациями МинГео СССР.
В 1975-76 годах институтом «Мосгипротранс» проведены инженерно-
геологические изыскания под строительство железной дороги Тында-Беркакит.
В период с 1982 по 1986 годы институтом «Мосгипротранс» выполнялись изыскания под строительство новой железной дороги Беркакит-Томмот-Якутск (на участке Беркакит — Томмот).
По результатам этих изысканий составлена геокриологическая карта всего участка (от Беркакита до Томмота) масштаба 1:25000, основанная на материалах математической обработки данных многолетних наблюдений метеостанции «Чульман» и на результатах дешифрирования.
В 1992 году Тындинской мерзлотной станцией проводится инженерно-
геокриологическое обследование ж.д. линии Тында — Беркакит с целью выявления причин деформаций земляного полотна. В результате проведённых исследований выявлены участки, поражённые опасными геологическими процессами, и разработаны рекомендации по противодеформационным мероприятиям.
В последующие годы (1990-2002 гг.) ООО «Проекттрансстрой» проведены инженерно-геологические изыскания по обследованию железнодорожного полотна ж.д.
В 2012 г. ОАО «НИПИИ ЭТ «ЭНЕРГОТРАНСПРОЕКТ» были выполнены работы по предварительному обследованию участков ТС ВСТО-1: 1690,00 км — 1690,69 км и 1717,50 км – 1720, 50 км. «Отчет о проведении предварительных обследований участка ТС ВСТО-1 с термокарстом 1690,00 км – 1690,69 км». «Отчет о проведении предварительных обследований участка ТС ВСТО-1 с термокарстом 1717,50 км – 1720, 50 км».
Инженерно-геологические изысканий территории для строительного проекта
... инженерный геологический рекогносцировочный Комплекс лабораторных работ произведен в стационарной лаборатории ООО «Эльравис», г. Пятигорск, под руководством начальника лаборатории Андриади А. А. Состав и объемы выполненных работ по участкам изысканий ... гидрогеологических условий площадки изысканий. Полевые инженерно-геологические работы выполнены в октябре — декабре 2016 г. геологическим отрядом в ...
В 2013 г. ООО «НИИ ТНН» и ОАО «Гипротрубопровод» провели рекогносцировочные обследования участков термокарста на эксплуатационном отрезке 1646 – 1723 км. Результаты обследования отражены в таблице 1.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ РАБОТ
Участки МН ВСТО-1 с термокарстом «1690,00» км – «1712,40» км, НПС-14 расположен на территории Ленского улуса Республики Саха Якутия в левобережье р. Лены.
Категория сложности инженерно-геологических условий — III.
Условия проходимости местности — III категория (плохая).
Геоморфологические условия
В геоморфологическом отношении участок геологического обследования расположен в пределах Приленского плато Среднесибирского плоскогорья. Это район средневысотного структурно-денудационного плато.
Наиболее широкое распространение на площади имеют эрозионно-денудационный и эрозионно-аккумулятивный рельеф. Поверхность плато возвышается на 340-510 м над уровнем моря. В пределах его выделяются денудационные поверхности с абсолютными отметками 420- 510 м, 380-420 м и 300-380 м, которые ограничены друг от друга отчетливо выраженными в рельефе уступами.
Денудационные поверхности сформированы в мезо-кайнозое под действием преимущественно эрозионно-денудационных процессов. Современные очертания рельефа плато в значительной мере предопределены структурными особенностями и литологическим составом горных пород.
На рассматриваемой территории различаются следующие морфологические типы рельефа:
а) плато грядово-увалистое на линейно-складчатых породах кембрия
(абсолютные отметки 420-510 м);
б) плато слабоволнистое на линейно-складчатых породах кембрия
(абсолютные отметки 300-420 м).
Грядово-увалистый рельеф образует обширные пространства в пределах развития слабо дислоцированных карбонатных пород кембрия севернее долины р. Лены. Гряды и увалы, характерные для данного уровня, имеют северо-восточное направление.
Протяженность их 10-20 км, ширина 20-40 м. Гряды и увалы, очевидно, формировались под воздействием избирательной денудации и фиксируют складчатые структуры площади.
Этот рельеф характеризует самый верхний денудационный уровень и отделяется от нижерасположенного уровня рельефа денудационными уступами высотой 30-60 м и крутизной 15-20°. Наиболее отчетливо выражены его участки, имеющие северо-восточное протяжение, совпадающее с направлением складчатых структур.
Слабоволнистое плато на линейно-складчатых карбонатно-глинистых породах кембрия с абсолютными отметками 300-420 м. Это плато сохранилось в виде разрозненных пониженных участков среди грядово-увалистого рельефа.
Современная гидрографическая сеть района имеет сетчатый рисунок. Преобладают участки долин северо-восточного и северо-северо-западного простирания. Распределение речной сети, а также морфология речных долин обусловлены геолого-структурными особенностями района и трещиноватостью карбонатных пород кембрия.
Обследование технического состояния существующих строительных ...
... обследованию строительных конструкций зданий и сооружений, действующих на момент обследования. 1. Подготовительный этап обследования 1 Предоставленная документация Участок исследований расположен в г. Астрахани. Полевые инженерно-геологические работы ... 644 мм. Преобладающее направление ветра: зимой (январь) - северо-восточное; весной (апрель) - ... На дневной поверхности рассматриваемой территории ...
Климатические условия
Климат рассматриваемого района относительно суровый и континентальный, отличается умеренно-теплым летом и суровой, относительно малоснежной зимой.
Радиационный баланс имеет отрицательное значение с октября по март. Осадки выпадают преимущественно летом, в 4-5 раз больше, чем зимой, которая в два раза продолжительнее лета. Годовая сумма осадков составляет 200-300 мм.
Зимой вся территория охлаждена, что способствует развитию с октября по март устойчивого мощного антициклона (Азиатский максимум).
Он начинает формироваться в октябре, достигает максимума в январе, а разрушается с марта. Господствуют холодные континентальные арктические и умеренные воздушные массы. Погода преимущественно ясная, безветренная, с низкой температурой. Средняя температура января составляет от минус 25.2°С до минус 34°С. Иногда морозы достигают минус 62°С Зимой осадки изредка
приносятся циклонами, приходящими с запада. Длительное пребывание малоподвижных антициклонов над территорией обусловливает сильное выхолаживание поверхности и приземного слоя воздуха, возникновение мощных температурных инверсий.
Переход от зимы к весне обычно резкий при значительной разнице низких ночных и высоких дневных температур воздуха. Весна еще и самое ветреное время года с непостоянными, меняющими направление ветрами. Изрядно испарившийся в течение солнечного марта снег сходит быстро, за исключением тенистых возвышенных мест. Но постоянные ночные заморозки тормозят оттаивание почв, что исключает их увлажнение талой снеговой водой, быстро скатывающейся в реки.
Летом в связи с прогреванием над территорией устанавливается пониженное давление. Сюда устремляются воздушные массы с Северного Ледовитого океана, усиливается западный перенос. Но холодный арктический воздух, поступая на сушу, очень быстро трансформируется (прогревается и удаляется от состояния насыщения) в континентальный воздух умеренных широт. Средняя температура июля составляет 12-16º.
Циклональная деятельность резко повышает количество осадков. За 2-3 месяца их выпадает больше половины годовой суммы, максимум в июле – первой половине августа.
Осень, как и весна, очень коротка и наступает сразу, переходя от теплых летних суток к постоянным ночным заморозкам. В начале осени обычно стоит сухая ясная погода. К концу осени циклоническая деятельность затухает. Начинает формироваться антициклон.
Частые заморозки бывают в конце августа. В долинах малых рек заморозки начинаются почти на месяц раньше, чем в долинах больших. В октябре-ноябре облачность наибольшая за год, но зато уменьшаются туманы, максимум которых приходится на август-сентябрь.
Геологическое строение
В геологическом строении участка геологического обследования принимают участие отложения среднего отдела кембрийской системы ( Є 2), представленные известняками и доломитами. С поверхности они перекрыты четвертичными отложениями различного генезиса.
Геокриологические условия
Участок геологического обследования расположен на территории, которая в мелкомасштабном плане (Геокриологическая карта СССР, масштаба 1:2500000, 1991) относится к зоне массивно-островного распространения многолетнемерзлых пород (ММП) ).
Максимальная мощность зоны ММГ – 100 м.
Подземные промышленные воды и их месторождения
... свойственны йодобромным водам, что создает предпосылки для комплексного использования подземных промышленных вод. Анализ особенностей распространения и условий залегания подземных вод, обогащенных ... современных технологических процессов Таблица 3 Ориентировочные кондиционные требования к месторождениям подземных йодобромных вод Бассейн промышленных йодобромных вод Минимальные концентрации, ...
Глубины сезонного промерзания-оттаивания в значительной мере определяются составом и свойствами грунтов. Наиболее типичные грунты слоя сезонного промерзания-оттаивания на всем протяжении трассы — пылеватые суглинки, от легких до тяжелых, реже встречаются пески с прослоями супесей и суглинков, часто содержащие в своем составе дресву и щебень; глубины сезонного оттаивания в таких грунтах изменяются от 1,0 до 2,5м. Минимальные глубины оттаивания — 0,5 — 1,5м. — свойственны заболоченным участкам долин рек при наличии в разрезе торфа и оторфованных суглинков.
Максимальные мощности СТС характерны для крутых склонов, сложенных песками, крупнообломочными или трещиноватыми скальными грунтами, в которых сказывается отепляющее влияние инфильтрации – от 2,5 до 4,5м.
Глубины сезонного промерзания изменяются от 2,0 — 3,0 м в супесчано-суглинистых грунтах, до 3,0 – 5,0 м в песчаных, крупнообломочных и скальных (СНиП 2.02.04-88, ВСН 84-89 прил.4).
Геоморфологические условия
Изучение типов и формирования рельефа в инженерной геологии состоит в детальном его расчленении на элементы по возрасту, генезису, строению, морфологии и морфометрии и другим признакам. В геоморфологических элементах отражены основные черты геологи-ческой среды, истории ее развития, климатические и гидрологические факторы, техногенное воздействие, поэтому геоморфологические условия могут использоваться как индикаторы современного состояния территории и его дальнейшего изменения.
Все элементы рельефа изучаются с инженерно-геологической точки зрения для:
- выяснения тектонического и неотектонических структур, поскольку основной облик рельефа территории создается эндогенными движениями;
- выяснение и прогнозирование различных геологических процессов и явлений.
Определенные типы долин указывают на характер эрозии, наличие понижений – на развитие карста или просадочно-суффозионных процессов и т.д.;
- выяснение влияния на характер обводненности территории, режим вод;
- предварительной оценки состава и физико-механических свойств пород;
- общей оценки характера рельефа и его влияния на инженерную деятельность человека.
Исключительно важным является изучение речных долин, их типов, профиля, формы, строения, склонов и других элементов, наличие переуглубленных участков, древних долин, так как на основе этого с наибольшей полнотой решаются все перечисленные выше задачи. На равнинах и в горно-складчатых областях основное внимание необходимо уделять характеру расчлененности.
Недоизученность, недооценка геоморфологических условий может влиять на неудачный выбор места для размещения сооружений, их деформации в результате развития, активизации геологических процессов и явлений. Примером этому могут служить многолетние деформации очистных сооружений целлюлозного завода в Слюдянке на Байкале, что привело к сбросу загрязненных отходов в озеро.
По сообщению В.А. Кирюшкина, начальника отдела изысканий АО «Томскгипротранс», инженеры-геологи предположили, что площадка строительства располагается на террасе оз. Байкал, где геологический разрез представлен гравийно-галечниковыми породами с высокой несущей способностью, практически несжимаемыми, и дали положительное заключение о строительстве. Но на деле оказалось, что площадку выбрали в пределах другого геоморфологического элемента – долины небольшой речки, впадающей в оз. Байкал, где геологический разрез в верхней части был представлен ее отложениями – переслаиванием торфа и маломощного слоя галечника, в который и был погружен фундамент сооружений. Деформирование нижезалегающего слоя торфа и вызвало дерформирование сооружений.
Все это было выяснено только после проведения детальных инженерно-геологических изысканий на площадке сооружений.
Подземные воды и современные геологические, Процессы и явления
Подземные воды – один из важнейших компонентов инженерно-геологических условий. Подземные воды и горные породы образуют единую динамическую взаимосвязанную систему, они в значительной степени определяют развитие геологических процессов – третьего главного компонента геологической среды. Подземные воды играют большую роль в развитии геологических процессов как причина (карст, болота, наледи, суффозия, плывуны), условия и факторы развития. Основными характеристиками гидрогеологических условий, изучае-мыми в инженерно-геологических целях, являются гидрогеологическое строение территории, глубина залегания грунтовых вод, их режим, связь с нижезалегающими водоносными горизонтами, гидростатические напоры, фильтрационные параметры, направления и скорости движения подземных вод, их химический состав и агрессивные свойства по отношению к горным породам и строительным материалам. Подземные воды изучаются и оцениваются в инженерной геологии т.к. они:
- определяют развитие геологических и инженерно-геологических процессов и явлений;
- снижают прочность пород, ухудшают их физико-механические свойства;
- создают гидростатическое и гидродинамическое давление в породах, влияют на естественное напряжение пород;
- агрессивные воды разрушают фундаменты сооружений;
- обуславливают прорывы в подземные выемки, шахты, карьеры и котлованы.
Оценка водного баланса массивов пород необходима для количественного прогноза интенсивности многих процессов во времени и для обоснования эффективности дренажных и других защитных мероприятий. Динамику и режим подземных вод необходимо изучать как в естественных условиях, так и в измененных техногенными факторами.
Примером влияния техногенного фактора на подземные воды и на развитие геологического процесса являются плывунные процессы, возникшие при строительстве метро в 1974 г. в г. Ленинграде [12].
Подземная выработка вскрыла обводненные породы, обладающие плывунными свойствами, тысячи кубических метров плывуна быстро заполнили часть выработки, на поверхности образовалась мульда оседания. Достаточно достоверно это событие, масштабы процесса, характер разрушений воспроизведены в художественном фильме «Прорыв».
Современные геологические процессы и явления также являются одним из важнейших компонентов инженерно-геологических условий и представляют собой наиболее быстро развивающийся, изменяющийся компонент, обусловливающий динамичность всей системы. Геологические процессы – это фактор, компонент инженерно-геологических условий, который является наиболее молодым, активным фактором формирования инженерно-геологических условий в целом. Некоторые геологические процессы и явления выступают в роли фактора развития, возникновения, активизации других процессов и явлений. Например, выветривание способствует развитию оползней, обвалов, селей и других процессов. Суффозия ослабляет массив пород и способствует развитию оползней и т.д.
Таким образом, при оценке, изучении геологических процессов и явлений, их влияния на хозяйственную деятельность человека инженерно-геологические условия должны изучаться как система взаимосвязанных компонентов. Кроме того, последние должны изучаться, оцениваться как результат геологического развития территорий. Знание геологической истории любого региона может объяснить особенности их инженерно-геологических условий и поможет составить прогноз изменения компонентов геологической среды под влиянием антропогенеза.
В заключении главы приведу пример роли недооценки влияния факторов инженерно-геологических условий на развитие геологических процессов и явлений. Очень сложная ситуация сложилась при строительстве в 1976 г. транспортно-дренажной штольни Северо-Муйского тоннеля на Байкало-Амурской дороге [18].
На одном из участков штольня пересекает эрозионно-тектоническую депрессию, выполненную обломочным сцементиро-ванным (песчаники) и рыхлым (пески, дресва и пр.) материалом. Мощность рыхлой толщи достигает 120–170 м. Фундамент депрессии представлен лейкократовыми гранитами, имеет блоковое строение и разбит серией тектонических нарушений (рис. 5).
Рыхлая толща обводнена, причем напоры над почвой штольни доходили до 100 м. Питание бассейна поровых вод смешанное: инфильтрационное, поступающее сверху из гольцовой части хребта, и напорное – за счет термальных вод, разгружающихся снизу по зоне разлома. Особенность рассматриваемого резервуара подземных вод заключается в том, что около 60% питания он получает за счет термальных вод, обладающих весьма выдержанным режимом в годовом цикле. Вторая особенность связана с приуроченностью депрессии к зоне активных неотекто-нических подвижек, которые привели к образованию дизъюнктивных срывов в отложениях депрессии и возникновению зон повышенной водопроницаемости. Сейсмичность района 9 и более баллов, поло-жительные современные движения до 12 мм в год.
 |
Рис. 5. Схема гидрогеологического разреза эрозионно-тектонической депрессии по линии одного из участков Северомуйского тоннеля [18]:
1 – лейкократовые граниты; 2 – рыхлые четвертичные отложения различного состава и генезиса; 3 – полимиктовые слабосцементированные песчаники; 4 – тектоническое нарушение; 5–7 – уровень подземных вод: 5 – в естественных условиях; 6 – в результате комбинированного водопонижения на июль 1981 г.; 7 – на ноябрь1981 г.; 8 – изотермы подземных вод, °С; 9 – поступление холодных инфильтрационных вод; 10 – разгрузка термальных вод; 11 – ось тоннеля
Проходка штольни в рыхлых отложениях депрессии началась в период критического питания подземных вод. Тем не менее на участке проходки длиной 50 м суммарный объем вывалов рыхлой грубообломочной массы за полгода составил около 2500 м 3 . Прорыв грунтов часто сопровождался резким увеличением водопритока – с 320 до 400 – 700 м/ч. В сентябре при достижении максимума летне-осеннего питания повышение напора подземных вод привело к увеличению градиента депрессионной поверхности в районе забоя. Значение градиента превысило критическую величину, и песчаные отложения перешли в плывунное состояние. В результате через забой в транспортно-дренажную штольню под давлением около 150 т/м 2 в течение 7 мин было вынесено более 5000 м 3 водно-грунтовой массы. На поверхности образовалась провальная воронка диаметром – 7 м и глубиной около 1 м, а в толще пород над кровлей забоя возникли полости глубиной от 0,3–0,5 до 7 м и произошло сильное разуплотнение пород, погибло 4 человека (сообщение Л.Л. Шабынина).
В большей степени вызвало эти деформации и процессы низкое качество инженерных изысканий для проектирования тоннеля, недоизу-ченность сложного тектонического строения и режима подземных вод, геологического разреза состояния пород. Предполагалось, что участок полностью сложен гранитами и породы находятся в мерзлом состоянии.
