699
.pdfВ геологическомотношении районмассива находитсявпределах северо-западной части мегантиклинория Большого Кавказа, протянувшегося полосой шириной до 200 км и длиной 1 500 км от Черного до Каспийского моря.
Мегантиклинорий Большого Кавказа является областью интенсивной неотектоники, на что указывают вертикальные современные движения и землетрясения с интенсивностью 6–9 баллов [20]. Сейсмичность грунтового массива тоннеля высокая. В районе Красной Поляны располагается эпицентральная область сильных землетрясений. Нормативная расчетная сейсмичность грунтового массива постановлением главы администрации Краснодарского края определена в 9 баллов шкалы МSК-64.
Геоморфологические условия грунтового массива характеризуются высокой степенью сложности. Рельеф массива развивался в условиях восходящих глыбовых движений с интенсивными эрозионными и карстовыми процессами. Рельеф характеризуется высокой степенью расчлененности. Максимальные отметки рельефасоставляют 650 м, отметки оси тоннеля составляют 200– 150 м.
Геологический разрез грунтового массива представлен в большей части массивнымитолстослоистыми мелкозернистыми известнякамиверхнеюрскоговозраста(рис. 9.10).Известнякислагают северное крыло антиклинальной складки, слаботрещиноватые, характеризуются довольно высокой прочностью (предел прочности 60–100 МПа, коэффициент крепости по Протодьяко-
нову 6–10).
На участке южного портала (зона 2) известняк в зоне выветриваниясильнотрещиноватый,с модулемтрещиноватостиот6до 30, разбит на обломки менее 0,1 м3. Преобладают трещины отпора. Коэффициент крепости составляет 1,5–2,0.
Научастке северногопорталаизвестняки покрутопадающему тектоническому сбросу контактируют со слоистой толщей черносерых карбонатных аргиллитов и серых мергелей нижнемелового периода (см. зона 3, рис. 9.10).
Аргиллиты и мергели сильнотрещиноватые и даже раздробленные,превращены вщебень и дресву,по степени устойчивости характеризуются как совершенно неустойчивые. Коэффициент крепости менее 1.
8 1
Рис. 9.10. Схематический разрез грунтового массива Краснополянского тоннеля:
1 — известняки массивные толстослоистые слаботрещиноватые J3;
2 — известняк сильнотрещиноватый; 3 — аргиллиты с прослоями мергеля сильнотрещиноватые и раздробленные K1; 4 — тектониты, породы раздробленные слабоустойчивые
Грунтовый массив пересекается несколькими разломами и шестью зонами тектонической трещиноватости шириной от 10 до 120 м. Зоны трещиноватости выполнены глинисто-щебнистым материалом, материнские породы раздроблены —превращены в тектонит. В известняках в пределах трещин наблюдаются оперяющие полости карста, выполненные пещерными глинистыми грунтами.
По степени трещиноватости грунты тектонических зон относятся к раздробленным, по степени устойчивости — к совершенно неустойчивым с коэффициентом крепости менее 1 (см. зона 4,
рис. 9.10).
В гидрогеологическом отношении грунтовый массив характеризуется широким развитием трещинно-карстовых вод гидро- карбонатно-кальциевого состава с минерализацией до 2 г/л.
Плотные известняки обладают низкой пористостью 0,6–1 %, являются водонепроницаемыми. Основным путем перемещения подземных вод в грунтовом массиве являются зоны тектонической трещиноватости и карстовые полости. Для трещинных вод характерныбольшиескоростидвижения(до100 м/сут)ирезкие
8 2
изменения напора и расхода. Областью питания подземных вод в пределах грунтового массива являются многочисленные карстовыеворонки, поноры,трещинывыветривания известняковна отметках 600–650 м рельефа массива и зоны тектонических разломов. Гидростатическое давление на глубине заложения тоннеля оценивается до 300 м водяного столба. Серьезной проблемой при проходке тоннеля могут быть значительные притокиподземных води водогрунтовыхмасс иззон тектонических разломов.
Из геологических процессов, осложняющих проходку тоннеля, могут развиваться вывалы в зонах трещиноватости, на портальных участках возможны обвалы, оползни, сели и лавины. Особое внимание при проектировании и строительстве следует обратитьна возможную активизациюобвальных процессов на участке южного портала, где развит мощный чехол крупнообломочных отложений мощностью до 10 м.
Таблица 9.6
Показатели физико-механических свойств грунтов
№ИГЭ |
|
крепости.Коэфпо Протодьяконову |
Плотность, т/м |
прочностиПределна сжатие, МПа |
внутреннегоУгол трения, град |
.КоэфПуассона |
3 |
упругостиМодуль, 10 |
МПа |
|
удельного.Коэфотпора, кНсм/ |
деформацииобщейМодуль , 10 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
МПа |
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
|
Грунт, степень |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трещиноватости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Известняк слаботрещиноватый |
6–10 |
2,7 |
60–100 |
80 |
0,33 |
20 |
75 |
30 |
2 |
Известняк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сильнотрещиноватый |
1,5–2 |
2,0 |
15 |
40 |
0,40 |
4 |
15 |
5 |
3 |
Аргиллит с прослоями мергеля |
1 |
2,0 |
10 |
30 |
0,40 |
1,5 |
15 |
3 |
4 |
Тектонит раздробленный |
1 |
1,8 |
– |
28 |
0,27 |
1,0 |
– |
– |
|
совершенно неустойчивый |
8 3
Библиографический список
1.Сергеев Е.М. Инженерная геология. М.: МГУ, 1982. 248 с.
2.Добрецов Н.А., Кидряшкин А.Г. Глубинная геодинамика. Новосибирск:
СО РАН, 1994. 296 с.
3.Солоненко В.П. Инженерная сейсмология и сейсмогеокриология Байка- ло-Амурской железной дороги // Инженерная геология. АН СССР. М., 1979. С. 3–15.
4.Солоненко В.П. Северо-Муйский тоннель. Дефекты изысканий и проектирования. (Заключение об оптимальном комплексе специальных изысканий для строительства тоннелей в сейсмоактивных районах по опыту строительства Северо-Муйского тоннеля). Рукопись. Иркутск, 1986.
5.ГОСТ 25100–95. Грунты. Классификация. М., 1995. 32 с.
6.Сушкевич Ю.И. Последствие недостатков инженерных изысканий и проектирования при эксплуатации подземных сооружений // Метро и тоннели. М., 2002. № 2. С. 2.
7.Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири. Т. 1,
2.Новосибирск: СО РАН, 1999. 230 с.
8.Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Инженерная петрология. Л.:
Недра, 1970. 528 с.
9.Ольховатенко В.Е. Инженерная геология угольных месторождений Сибири и Дальнего Востока. Томск: ТГУ, 1992. 258 с.
10.Золотарев Г.С. Методика инженерно-геологических исследований.
М.: МГУ, 1990. 384 с.
11.Черноусов С.И. Основы инженерной геологии для транспортных строителей. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2007. 214 с.
12.Сотников А.Б. Гидрогеологические прогнозы при строительстве в суровых климатических условиях. М.: Недра, 1984. 80 с.
13.Пашкин Е.М. Обобщение опыта инженерно-геологических исследований при строительстве тоннелей значительной протяженности // Инженерная геология. М.: АН СССР, 1991. № 2. С. 3–27.
14.СП — 11-105-97. Свод правил. Инженерно-геологические изыскания для строительства. М., 1997. 47 с.
15.Молчанов В.С., Фесенко В.А. Безопасность при экстремальных ситуациях в тоннелестроении. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2007. 283 с.
16.Инженерная геология СССР / Под ред. Е.М. Сергеева. Т. 2, 3, 5, 7,
8.М.: МГУ, 1978.
17.Барац Н.И. Геологические условия г. Омска // Проблемы инженерной геологии Сибири. Новосибирск: Наука, 1985. С. 31–34.
18.Черноусов С.И., Крицкий М.Я., Сухорукова А.Ф. Инженерная геология Западно-Сибирской железной дороги. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2005. 144 с.
19.Быкова Н.М.,Шерман С.И.Северо-Муйский тоннель— из XXв XXI век. Новосибирск: Наука, 2007. 185 с.
20.Инженерная геология СССР. Т. 8. Кавказ, Крым, Карпаты. М.: МГУ, 1978. 365 с.
21.ГОСТ 21.302–96. Система проектной документации для строительства. Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологи- ческим изысканиям. М.: Минстрой России, 1997. 37 с.
8 4
ПРИЛОЖЕНИЕ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ
ВИДОВ ГРУНТОВ (ГОСТ 21.302–96)
1.КЛАСС ПРИРОДНЫХ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ
1.1.Магматические интрузивные грунты
1.2. Магматические эффузивные грунты
8 5
1.3. Метаморфические грунты
1.4. Осадочные скальные грунты
8 6
2. КЛАСС ПРИРОДНЫХ ДИСПЕРСНЫХ (ОСАДОЧНЫХ) ГРУНТОВ
3. КЛАСС ТЕХНОГЕННЫХ ГРУНТОВ
8 7
Алфавитный указатель
Абразивность 27 Агрессивность грунтов 13 Агрессивность подземных вод 36 Алевролит 13, 19 Антиклиналь 5 Аргиллит 13, 19 Буримость 28 Водообильность 35 Водопроницаемость 34 Водопоглощение 30 Вывалы 41 Выветривание 22
Выпоры (выдавливание) 43 Газодинамические явления 43 Геотермические градиент, ступень 7 Горно-складчатая область 5 Горное давление 39 Горные удары 41 Грунты 11 Дислокации разрывные 6
Деформация грунтов 19 Запасы подземных вод 32
статические 32 динамические 33
Коэффициент бокового давления 21
—поперечной деформации (коэффициент Пуассона) 21
—удельного упругого отпора 21, 26
—упругого отпора 22
—крепости грунтов 25, 26
—трещинной пустотности 31
—фильтрации 34
Магнитуда 9 Метод RQD 29
Модуль деформации дисперсных грунтов 24 Модуль общей деформации скальных грунтов 20 Модуль трещиноватости 30, 31 Модуль упругости (модуль Юнга) 20 Моноклиналь 5 Морозоустойчивость 27 Обводненность массива 32 Пористость 16 Плотность грунтов 15
Предел прочности грунтов 17 Прорыв 44, 77
8 8
Полускальные грунты 13, 19 Радиоактивность 14, 56 Расслаивание (зависание) 42 Сдвижение грунтов 46 Синклиналь 5 Скальные грунты 12 Сцепление 24, 25 Тектонит 12 Трещиноватость 28
Удельный вес грунтов 16 Устойчивость грунтов 38
8 9
|
Оглавление |
|
Введение ....................................................................................................... |
3 |
|
1. |
Грунтовый массив ...................................................................................... |
3 |
|
1.1. Структура грунтового массива ............................................................. |
4 |
|
1.2. Геотермические условия грунтового массива .......................................... |
7 |
|
1.3. Сейсмичность грунтовых массивов........................................................ |
8 |
2. |
Грунты ..................................................................................................... |
11 |
|
2.1. Класс природных скальных грунтов .................................................... |
12 |
|
2.2. Агрессивность грунтов к материалу строительных конструкций .............. |
13 |
|
2.3. Загазованность грунтового массива ...................................................... |
14 |
|
2.4. Физические свойства грунтов .............................................................. |
15 |
|
2.5. Механические свойства скальных грунтов ............................................ |
17 |
|
2.6. Выветривание грунтов ........................................................................ |
22 |
|
2.7. Механические свойства дисперсных грунтов ......................................... |
24 |
|
2.8. Крепость грунтов (коэффициент крепости) .......................................... |
25 |
|
2.9. Абразивность, буримость и морозоустойчивость скальных грунтов ........... |
27 |
3. |
Трещиноватость скальных грунтов ............................................................. |
28 |
4. |
Обводненность грунтовых массивов ............................................................ |
32 |
5. |
Устойчивость грунтов в выработке ............................................................. |
38 |
6. |
Горное давление в грунтовом массиве ......................................................... |
39 |
7. |
Геологические процессы в подземных выработках ........................................ |
41 |
8. |
Оценка сложности инженерно-геологических условий грунтовых массивов .... |
46 |
9. |
Краткая характеристика инженерно-геологических условий отдельных |
|
|
грунтовых массивов России ...................................................................... |
49 |
|
9.1. Грунтовый массив г. Омска ................................................................. |
49 |
|
9.2. Грунтовый массив г. Новосибирска ...................................................... |
56 |
|
9.3. Грунтовый массив г. Красноярска........................................................ |
63 |
|
9.4. Грунтовый массив гидротехнического тоннеля Саяно-Шушенской ГЭС .... |
68 |
|
9.5. Грунтовый массив Крольского тоннеля на участке Абакан — Тайшет |
|
|
Красноярской железной дороги ............................................................ |
72 |
|
9.6. Грунтовый массив Северо-Муйского тоннеля ........................................ |
75 |
|
9.7. Грунтовый массив Краснополянского тоннеля, Северный Кавказ ............. |
80 |
Библиографический список ............................................................................ |
84 |
|
Приложение. Условные графические обозначения основных видов грунтов |
|
|
|
(ГОСТ 21.302–96) ................................................................................... |
85 |
Алфавитный указатель ................................................................................ |
88 |
|