Инженерно-геологические работы в пределах планируемого строительства

Цель планирования заключается в обосновании технической возможности, экологической, социальной и экономической целесообразности строительства планируемых сооружений в данном районе.

Эта цель может быть достигнута, если в ходе комплексных проработок технологического, экономического (иногда социального), экологического, физико-географического характера и др. удастся доказать директивным и планирующим органам, что выбранный район является перспективным для осуществления планируемой деятельности, реализации региональной природно-технической системы (ПТС). В число проработок непременно входят и инженерно-геологические.

На основе накопленной инженерно-геологической информации и в случае необходимости небольшого объема оперативной информации требуется выявить в пределах района несколько возможных вариантов расположения намечаемых для строительства объектов и выбрать среди них перспективные варианты.

Такая цель достигается лишь в том случае, если специалисты, занимающиеся планированием региональной ПТС, располагают информацией об инженерно-геологических условиях района, пусть даже не очень детальной, но замкнутой границами района и требуемой глубиной.

Замкнутость инженерно-геологической информации по глубине должна быть такой, чтобы она позволяла понять историю геологического развития района и закономерности формирования свойств геологической среды — компонентов инженерно-геологических условий, включая закономерности их пространственной изменчивости.

Столь большое внимание инженерно-геологической информации уделяется в связи с тем, что при фиксированных инженерно-геологических условиях из свойств информации вытекает методика инженерно-геологических работ. Попробуем это показать.

Свойство замкнутости информации полностью определяет территорию инженерно-геологических работ и глубину освещения ими компонентов инженерно-геологических условий. Отношение информации ко времени обусловливает характер методов ее получения, типы сппинфов (пространственные или пространственно-временные).

Точность информации контролирует величину параметров сппинфов (шаг дискретизации). С доверительным уровнем информации непосредственно связаны объемы инженерно-геологических работ, а детальность информации совместно с характером оценок определяет методы ее получения и масштабы изысканий.

На этапе I инженерно-геологических работ взаимосвязь свойств информации и методики ее получения может быть не столь резко выражена, как на последующих этапах работ. Это объясняется тем, что в процессе проработок, выполняемых при планировании развития и размещения отраслей хозяйства, используется в основном накопленная, а не оперативная инженерно-геологическая информация.

Ознакомление со свойствами информации показывает, что для ее получения на этапе I нужны методы, позволяющие оценить свойства геологической среды — компоненты инженерно-геологических условий сразу на большой территории.

Методы детальных работ (точные методы) применять нерентабельно. Для сравнительной оценки территории достаточно иметь карту инженерно-геологических условий среднего масштаба (1: 100 000 — 1 : 500 000) или серию карт отдельных компонентов инженерно-геологических условий. Среднемасштабные инженерно-геологические карты получают в процессе государственного геологического картирования.

Если район, для которого составляют схему развития и размещения отраслей народного хозяйства и отраслей промышленности, очень велик, но площади, то при планировании хозяйственных мероприятий удобнее пользоваться картой мелкого масштаба (1:1 000 000 и мельче).

Такие карты составляют в камеральных условиях на основе карт среднего масштаба. Если накопленная информация не содержит тех или иных сведений об инженерно-геологических условиях, то прибегают к инженерно-геологической рекогносцировке.

Рекогносцировка может включать некоторый объем горно-буровых, геофизических, пенетрационных или пенетрационно-каротажных работ. При выполнении этих работ места размещения выработок или точки опробования выбирают, руководствуясь геологическими соображениями. При этом преследуется цель получить данные о геологическом разрезе, отношениях его элементов в тех местах, которые наиболее интересны с геологической точки зрения.

Исключение составляют ключевые участки, выделение и опробование которых предусмотрено методикой средне-масштабной инженерно-геологической съемки. Информация, которую получают на ключевых участках, в частности информация о классификационных показателях, должна представлять собой оценки, экстраполируемые за границы ключевого участка.

Для их получения реализуют регулярные системы опробования, руководствуясь геолого-математическим и принципами.

В целом в процессе проведения инженерно-геологических работ этапа I при размещении выработок учитывают геологические правила. По данным, содержащимся в накопленной инженерно-геологической информации, дополненным при необходимости данными рекогносцировочных работ, составляют отчет, схематическую карту инженерно-геологических условий (если она отсутствует) и другие нужные графические материалы.

Отчет содержит:

• сравнительный анализ компонентов инженерно-геологических условий;
• обоснование выбора перспективных вариантов;
• рассмотрение свойств геологической среды в пределах каждого варианта;
• данные, обосновывающие отбраковку заведомо непригодных по геологическим условиям вариантов.

Последующие инженерно-геологические работы, выполняемые уже в рамках строительного проектирования, сосредоточивают на перспективных вариантах.

Так как специалист по планированию, а вслед за ним и инженер-геолог решают задачи пространственного характера, то объектом будет квазистатическая литосистема, информация, о которой является сингулярной.

Из этого, естественно, не вытекает, что на  этапе I не следует интересоваться динамикой свойств геологической среды, экзогенными геологическими процессами и приповерхностными проявлениями эндогенных процессов.

Накопленная информация может содержать сведения о режиме ЭГП, инженерно-геологических процессах, которые развиваются при взаимодействии геологической среды с сооружениями, особенно об ЭГП в пределах перспективных вариантов.

Подобная накопленная информация позволяет более обоснованно наметить перспективные варианты, и ее по возможности следует получить. В целом инженерно-геологическая информация, используемая на этапе I, существенно сингулярная, в основном качественная.

Она замкнута границами достаточно большого района. Преимущественно качественный характер информации предопределяет то обстоятельство, что какие-либо расчеты инженерно-геологических процессов на этом этапе не выполняются. Еще не ясно, какие типы сооружений будут приняты и какие конструктивные решения разработаны.

Такие же соображения можно высказать и в отношении надежности инженерно-геологической информации. Ее доверительный уровень обычно не должен превышать 0,7-0,8. При одних и тех же компонентах инженерно-геологических условий методы получения оперативной информации определяются ее детальностью или, что то же самое, уровнем структуры информации. Какова должна быть детальность информации, производимой на этапе I, по отношению к компонентам инженерно-геологических условий?

Квазистатическая геологическая система, замкнутая границами изучаемого района и глубиной, о которой сказано выше, по вещественному составу разделяется на стратиграфо-генетические комплексы (СГК) и нередко на монопородные геологические тела первого уровня (МГТ-1).

Такие уровни расчленения геологической среды обусловлены назначением инженерно-геологических работ и целью планирования. Для выбора перспективных вариантов нужно знать генезис пород, их возраст, минеральный и гранулометрический состав.

В более детальном расчленении геологической среды на геологические тела на этом этапе нет необходимости. Выделяемые по признаку однородности минерального состава МГТ-1 должны быть охарактеризованы и в отношении показателей их свойств.

Это в основном классификационные показатели, используемые хотя бы для того, чтобы правильно назвать породу, и комплексные показатели, получаемые скоростными методами (одноосное сжатие, динамическое сопротивление пенетрации и подобные). Комплексные показатели применяются для оценки закономерностей пространственной изменчивости геологических параметров, без знания которых трудно выделить стратиграфо-генетические комплексы и МГТ-1.

Данные о тектоническом строении района могут быть представлены в общем виде. Они должны освещать положение района по отношению к главнейшим структурно-тектоническим элементам и характеризовать тектоническую структуру района и новейшие тектонические движения.

Инженерно-геологическая информация должна содержать сведения о гидрогеологическом строении района: основных чертах гидрогеологической структуры, определяемой отношениями приповерхностных водоносных комплексов, в основном грунтовых вод и первого от поверхности водоносного горизонта напорных вод; примерном положении уровня грунтовых вод и их химическом составе, агрессивности; о гидродинамических и гидрогеохимических отношениях грунтовых и напорных вод и областях питания, транзита и разгрузки, а также водопроявлениях.

Информация о геоморфологическом облике поверхности литосистемы представлена в общих чертах. Она должна содержать данные о геоморфологической структуре; о крупных элементах, ее определяющих, таких как долины, водоразделы, склоны; о происхождении и типах рельефа. Информация об ЭГП включает данные о процессах, которые развиты в районе; приуроченности ЭГП к геоморфологическим элементам и к МГТ-1; пораженности территории ЭГП; закономерностях размещения областей с неустойчивой структурой, о сейсмичности территории.

Данные о свойствах инженерно-геологической информации и ее краткая характеристика для решения задач этапа I приведены в табл. 9.4.

Таблица 9.4 Характеристика свойств инженерно-геологической информации на этапе I

Аспект информации	Свойства информации
1	2
Замкнутость
В латеральной плоскости	Границы района предполагаемого строительства (планируемого хозяйственного освоения)
По глубине	Информация должна давать возможность понять историю геологического развития района, закономерности формирования инженерно-геологических условии и их пространственной изменчивости
Характер оценок	В основном качественные
Оценка по времени получения информации	Главным образом накопленная, в случае необходимости дополненная небольшим объемом оперативной
Отношение ко времени	Сингулярная
Доверительная вероятность	от 0,7 до 0,8
Детальность освещения свойств геологической среды — компонентов инженерно-геологических условии
Геологическое строение литосистемы	Стратиграфо-генетические комплексы, СГК и МГТ-1, распространенные на больших площадях
Тектоническое строение	Положение района по отношению к главным структурно-тектоническим элементам земной коры. Наличие или отсутствие в районе крупных тектонических элементов, их краткая характеристика
Гидрогеологические условия	Основные черты гидрогеологической структуры района, определяемой отношениями приповерхностных водоносных комплексов; динамические и гидрогеохимические отношения грунтовых вод и напорных; данные об У1 В, их химическом составе и агрессивности, сведения об областях питания, транзита и разгрузки, водопроявлениях
Геоморфологическое строение	Основные черты геоморфологической структуры, определяемой отношениями крупных геоморфологических элементов (водоразделов, склонов, долин); типы рельефа, взаимосвязь геоморфологических элементов с ЭГП
Проявления ЭГП	Перечень ЭГП, связь ЭГП с геоморфологической структурой, приуроченность ЭГП к геологическим телам — литосистемам (МГТ-1) и геоморфологическим элементам, примерные контуры областей с неустойчивой структурой, оценки пораженности территории ЭГП, сейсмическая характеристика района
Показатели физико-механических свойств грунтов	Классификационные показатели, приводимые в виде размахов для всех МГТ-1, распространенных на больших площадях. Комплексные показатели, получаемые скоростными методами в объеме, достаточном для характеристики пространственной изменчивости и проверки правильности разграничения геологических тел