Инженерно-геологические работы на перспективных вариантах

Работы этапа IIа относятся к стадийным изысканиям (ЭТЭО). Цель работ заключается в выборе оптимального варианта. Решение о выборе оптимального варианта — лучшей строительной площадки, наиболее благоприятной трассы — принимают на основании результатов сравнительного анализа перспективных вариантов по технико-экономическим данным.

При сравнении, естественно, учитывают свойства геологической среды и ЭГП в пределах каждой площадке строительства или конкурирующих вариантов трассы.

Поэтому цель инженерно-геологических работ состоит в выявлении наилучшего в инженерно-геологическом отношении варианта, а главная задача работ, решаемая на этапе,— получение инженерно-геологической информации о вариантах.

Как было показано, информация этапа IIа затрагивает все компоненты инженерно-геологических условий. Поэтому методы ее получения должны быть комплексными. Таким методом является инженерно-геологическая съемка среднего, а чаще всего крупного (крупнее 1:50 000) масштаба.

Съемка может включать геофизические работы, данные которых используются для получения характеристик пространственной изменчивости, выделения геологических тел, изучения проявлений ЭГП и других целей. Часто в съемку включают динамическую и статическую пенетрацию, пенетрационно-каротажные методы.

Эти методы, как и горно-буровые работы, входящие в состав крупномасштабной инженерно-геологической съемки (1: 25 000 — 1:50 000), размещают в пределах вариантов по регулярным сппинфам, параметры которых рассчитывают заранее. Естественно, допускается заложение выработок (выбор мест проведения полевых опытных работ) в интересных с геологической точки зрения местах.

В целом размещение разведочных выработок подчиняется геолого-математическим принципам (равноточности, равно представительности, локализации систем опробования, ориентировки их по главным направлениям изменчивости). Такой подход к системам опробования обусловлен необходимостью получить размахи классификационных показателей для МГТ-1.

В процессе инженерно-геологической съемки ведется опробование грунтов, в ходе которого определяют главным образом классификационные показатели и показатели, получаемые экспресс-методами. В их число можно включить радиоизотопные методы определения плотности грунтов и влажности, микропенетрацию, одноосное сжатие и др.

Какие-либо полевые опытные работы, позволяющие получать характеристики прочности и деформационного поведения фунтов (полевые испытания на сдвиг, прессиометрию, штамповые испытания), проводить на этапе IIа не следует.

Карты инженерно-геологических условий вариантов крупного (1 : 10 000 -1: 50 000), а иногда и среднего (1: 100 000) масштаба с пояснительными записками и другими отчетными документами в большинстве случаев являются достаточными для проведения сравнительного анализа вариантов по инженерно-геологическим условиям и выбора оптимального варианта.

Сравнение различных вариантов по инженерно-геологическим условиям возможно лишь при условии, если инженерно-геологическая информация о каждом из них:

1. замкнута границами варианта;
2. равноточная и равнопредставительная;
3. обладает максимальной полнотой, допускаемой конкретными свойствами литосистемы, выделенной в границах варианта.

Сравнительная инженерно-геологическая оценка вариантов имеет существенно пространственный аспект, как и на этапе I. Поэтому сравниваемые литосистемы считают квазистатическими, и, соответственно, инженерно-геологическая информация о них является преимущественно сингулярной.

Замкнутость информации в латеральной плоскости контролируется границами вариантов; замкнутость информации по глубине должна отвечать наибольшей глубине предполагаемых сфер взаимодействия геологической среды с проектируемыми сооружениями, которую приблизительно устанавливают с учетом возможных инженерных решений в отношении типов и конструкций сооружений.

Короче, замкнутость информации по глубине должна соответствовать максимальной глубине, до которой будут проявляться инженерно-геологические процессы.

По характеру оценок инженерно-геологическая информация на этапе IIа является главным образом качественной, ведь она содержит в основном качественные данные об инженерно-геологических условиях конкурирующих вариантов. В количественной форме, как обычно, представляют данные о физико-механических свойствах грунтов, трещиноватости пород, гидрогеологических параметрах. Доверительная вероятность инженерно-геологической информации не превышает 0,7-0,9.

В отличие от инженерно-геологической информации, получаемой на этапе I, рассматриваемая информация является в основном оперативной. Требования к детальности инженерно-геологической информации таковы: квазистатическая литосистема внутри границ каждого варианта разделяется на СГК и МГТ. Большей детальности расчленения геологической среды не требуется.

Для сравнения вариантов обычно достаточно знать, какими горными породами представлена литосистема, пространственно замкнутая границами варианта.

Для СГК нужно иметь характеристики пространственной изменчивости, а для МГТ-1 — классификационные показатели, приводимые в виде размахов (максимальные и минимальные значения), и небольшое число показателей свойств, полученных экспресс-методам и, например показателей прочности в условиях одноосного сжатия или предельного напряжения сдвига.

Эти показатели облегчают оценку вариантов и выбор оптимального варианта, в пределах которого грунты обладают лучшими свойствами. Другие показатели, положим деформационные, определять не следует. Они излишни, так как расчетов инженерно-геологических процессов на этом этапе проектировщики не ведут.

Тектоническая структура оценивается для всех сравниваемых вариантов. Описываются элементы тектоники, тектонические нарушения, структуры, зоны трещин, лаются количественные оценки трещиноватости. Рассматриваются любые проявления тектоники, которые могут оказывать влияние на оценку варианта.

Гидрогеологическое строение вариантов должно быть освещено с такой полнотой, чтобы были вполне ясны отношения напорных и грунтовых вод. Описание гидрогеологических условий должно содержать данные об уровнях грунтовых вод и пьезометрических напорах, химическом составе подземных вод, их агрессивности, проницаемости пород, в том числе пород зоны аэрации.

Данные о геоморфологическом облике поверхности литосистемы должны быть достаточными для сравнительной оценки геоморфологического строения вариантов. Геоморфологические структуры, отношения геоморфологических элементов должны иметь один и тот же порядок, единый уровень расчленения, определяемый требованиями конкретного строительства.

Информация об ЭГГТ должна включать данные о наборах ЭГП в пределах каждого из сравниваемых вариантов; границах областей с неустойчивой структурой; интенсивности и масштабе ЭГП (качественные оценки); пораженное территории варианта ЭГП.

Сводка свойств инженерно-геологической информации и ее характеристика (этап II а) приведены в табл. 9.5.

Таблица 9.5 Характеристика свойств инженерно-геологической информации на этапе IIa

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 условий 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 условий
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 УГВ, их химическом составе и агрессивности, сведения об областях питания, транзита и разгрузки, водопроявлениях