Инженерно-геологические изыскания при гидротехническом строительстве

Планирование и проектирование гидротехнических сооружений осуществляют последовательно; проектирование ведут по стадиям.

На всех этапах хозяйственной деятельности требуется информация инженерно-геологического характера, обеспечивающая решение разнообразных инженерных задач.

Поэтому при планировании, проектировании, строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений ведут инженерно-геологические изыскания, которые отличаются наборами применяемых методов, значительны по объемам и нередко весьма сложны по характеру решаемых инженерно-геологических задач.

Это объясняется: сложностью и многоплановостью взаимодействий, реализующихся между подсистемами локальной ПТС «гидроузел» — «область взаимодействия», захватывающими большие области геологической среды; ответственностью гидротехнических сооружений, аварии которых могут нанести большой ущерб хозяйству.

Гидротехнические сооружения делятся на :

• гидроэнергетические
• водно-транспортные
• мелиоративные
• водоснабженческие.

Гидроузлы, сооружаемые на крупных реках, решают задачи энергетики, транспорта, мелиорации земель и др., поэтому планирование гидротехнического строительства предусматривает разработку схемы комплексного использования водотока.

На основе схемы развития и размещения гидроузлов на реке разрабатывается стратегия использования водных ресурсов на перспективу. Схема предусматривает разбивку реки на ступени (рис. 13.1), определение технических и экономических показателей гидроузлов, установление очередности освоения и выбор объектов строительства первой очереди.

Для решения перечисленных задач необходимы инженерно-геологические данные, получаемые в ходе инженерно-геологических изысканий (I этап инженерно-геологических работ).

Решение о проектировании и строительстве гидроузла принимают, опираясь на схему комплексного использования реки.

Рис. 13.1. Схема разбивки долины реки на ступени в разрезе (а), в плане (б): 1 — границы проектируемых водохранилищ, 2 — створы гидроузла. I, II, III — ступени

Проектирование ведут в две стадии:

• стадия проекта
• стадия рабочей документации (РД).

Инженерная задача на стадии проекта состоит:

• в выборе створа подпорных сооружений;
• в установлении нормального подпорного уровня (НПУ);
• в определении основных параметров гидроузла;
• в выборе типов сооружений и их компоновке;
• в разработке проекта производства строительных работ;
• в составлении сводного сметного расчета стоимости гидроузла.

Инженерная задача, как видно из перечня вопросов, решается последовательно. Сначала в районе размещения гидроузла из числа конкурирующих должен быть выбран участок расположения гидротехнических сооружений и установлен НПУ, определяющий акваторию будущего водохранилища и параметры гидроузла.

Только после выбора участка могут быть определены типы сооружений и разработано компоновочное решение. Нетрудно видеть, что инженерно-геологические изыскания для обоснования проекта должны отражать последовательность решения инженерной задачи.

Сначала на основании инженерно-геологической информации, полученной в результате изысканий, должен быть выбран участок размещения гидроузла (изыскания на перспективных вариантах — этап IIа), а затем по данным инженерно-геологических изысканий разрабатывают схему компоновки сооружений и выбирают их типы (изыскания на стройплощадке — этап IIб изысканий).

В процессе проектирования сооружений на стадии РД должны быть:

• доработаны и уточнены технические решения, внесены изменения в проект в соответствии с решением утверждающей инстанции; разработаны детальные конструктивные решения отдельных сооружений и их элементов и проведен их сметный расчет;
• составлен окончательный вариант проекта производства строительных работ.

Анализ содержания инженерной задачи стадии РД позволяет прийти к выводу о том, что для ее решения нужны подробные инженерно-геологические данные о месте размещения каждого сооружения гидроузла, достаточные для проведения окончательных расчетов инженерно-геологических процессов и выбора на базе инженерно-геологического прогноза детальных конструктивных решений отдельных сооружений и их элементов (фундаментов, конструкций примыкания сооружений, подземного контура, противофильтрационных завес и др.).

Ясно, что подобные данные можно получить в процессе изысканий в пределах предполагаемой сферы взаимодействия (этап III инженерно-геологических работ).

В период строительства гидротехнических сооружений проектно-изыскательская организация:

• корректирует рабочие чертежи, уточняет расчеты процессов, вносит изменения в проект производства строительных работ в случае несовпадения проектных данных с фактическими данными об инженерно-геологических условиях;
• осуществляет авторский надзор за точным, соответствующим проекту и нормативам выполнением строительных работ.

Решение положений инженерной задачи требует инженерно-геологических данных и, следовательно, проведения соответствующих изысканий в пределах развивающейся сферы взаимодействия ПТС (этап IV инженерно-геологических работ).

Наконец, в процессе эксплуатации сооружений гидроузла реализуется управление его функционированием. В части взаимодействия подсистем ПТС «сооружения» и «область взаимодействия» управление базируется на инженерно-геологическом прогнозе, который составляется (корректируется) по данным наблюдений за режимом инженерно-геологических процессов. Их получают в ходе режимных наблюдений (этап V инженерно-геологических работ).

Этапы хозяйственной деятельности и инженерно-геологических изысканий для гидротехнических сооружений приведены в табл. 13.1.

Таблица 13.1 Отношения этапов различных видов деятельности в области гидротехники

Этапы
деятельности в гидротехнике	инженерно-геологи­ческих изысканий
Схема комплексного использования водотока	I
ЭТЭО и проект	II
Рабочая документация	III
Строительство ПТС	IV
Эксплуатация ПТС	V