ВСН 34.2-88/Минэнерго СССР Инженерно-геологические изыскания для гидроэнергетических сооружений

2. ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕКИ

2.1. Инженерно-геологические изыскания должны обосновать технический замысел комплексного использования реки и выбор первоочередного объекта строительства. Изучению подлежит вся намеченная к использованию часть долины реки. Наиболее подробно должны быть освещены районы проектируемых гидроузлов и неблагоприятные участки на водохранилищах.

Перед началом инженерно-геологических изысканий проводят сбор, изучение и обобщение имеющихся по району исследований аэро- и космоснимков, общих геологических, сейсмологических и инженерно-геологических материалов, опубликованных, и хранящихся в геологических фондах и в архивах различных учреждений в соответствии со СНиП 1.02.07-87.

После сбора и обобщения литературных и фондовых материалов следует провести рекогносцировку всего района работ. В ней должны участвовать: главный инженер проекта, ведущий геолог, топограф, начальник изыскательской экспедиции и специалисты по отдельным вопросам, возникающим при составлении схемы. В процессе рекогносцировки необходимо дополнить данными наблюдений сведения, полученные при проработке литературных и фондовых материалов, наметить в натуре участки возможного расположения гидроузлов и водохранилищ с учетом минимального ущерба для окружающей среды, выяснить условия производства изыскательских работ.

2.2. Данные систематизации литературных и фондовых материалов и результаты рекогносцировки являются основой для рабочей гипотезы использования реки, составления технического задания на изыскания и программы работ. К программе прикладывают карту геологической изученности, справку о сейсмичности района, схематические геологические карты и разрезы по району работ.

Программу инженерно-геологических изысканий для обоснования схемы составляют в соответствии с техническим заданием. При этом в максимальной степени должны быть использованы материалы Мингео СССР, а также других проектно-изыскательских организаций, выполнявших работы в изучаемом районе.

2.3. Общие инженерно-геологические исследования проводят по всей намеченной к использованию части долины реки для того, чтобы обоснованно наметить районы гидроузлов, оценить инженерно-геологические условия создания водохранилищ, выявить карьеры грунтовых материалов. В программе работ желательно выделение элементов, определяющих взаимодействие системы "сооружение - геологическая среда", которые изучаются более детально.

Основным видом работ на этом этапе является инженерно-геологическая съемка, дополненная геофизическими работами. Исследования должны охватывать всю намеченную к использованию часть долины основной реки и долины ее притоков до выклинивания подпора. Границы съемки должны проходить по обоим берегам несколько выше отметки максимального проектируемого на каждом участке подпора, но не удаляться от подпорной горизонтали более, чем на 2-3 км. Только там, где необходимо изучить какие-либо особые условия (например, устойчивость склона, возможность интенсивной фильтрации в соседнюю долину и пр.), а также при отсутствии по району исследований геологической карты необходимого масштаба, границы съемки могут проходить на большем расстоянии от горизонтали подпора. Масштаб инженерно-геологической съемки, в зависимости от сложности геологического строения, рельефа и наличия защищаемых объектов в зоне влияния водохранилища может быть от 1:50000 до 1:100000.

2.4. Для определения сейсмической опасности на намечаемых участках строительства (расчетной балльности землетрясений) следует пользоваться нормативными документами, выполнять анализ фондовых и литературных материалов и, в случае необходимости, специальных сейсмологических, сейсмотектонических и региональных геолого-геофизических работ в масштабах от 1:2500000 до 1:200000. Выполняется также маршрутное сейсмотектоническое обследование местности, дешифрирование дистанционных снимков. Минимальные сроки выполнения работ по п.2.4 от 0,5 до 1 года, в зависимости от степени изученности района и сложности тектонического строения.

2.5. Условия создания водохранилищ оценивают по данным мелкомасштабной инженерно-геологической съемки, и только там, где съемкой будут выявлены неблагоприятные условия для создания водохранилища и для окружающей среды, которые могут повлиять на разбивку реки на ступени, следует проводить более детальные дополнительные геологические съемки, разведочные, геофизические и гидрогеологические работы в объеме, необходимом для оценки этих условий. Работы следует выполнять на ключевых (типичных) участках.

Если по общим гидрогеологическим условиям района можно ожидать существенные фильтрационные потери из водохранилища или подтопление территорий, то при отсутствии данных для ориентировочных гидрогеологических расчетов необходимо заложить гидрогеологические поперечники и провести на них в минимальном объеме опытно-фильтрационные работы и гидрогеологические наблюдения. Объем работ определяется программой в зависимости от сложности гидрогеологических условий.

Для оценки возможности нарушения устойчивости бортов горных водохранилищ и образования крупных оползней и обвалов необходимо выполнять специальные обследования потенциально неустойчивых склонов и дать соответствующий прогноз.

2.6. В районах возможного расположения гидроузлов проводят в ограниченном объеме изыскания, в состав которых входят: дешифрирование материалов космо- и аэросъемки, маршрутное обследование местности, инженерно-геологические съемки, разведка и опытно-фильтрационные работы, геофизические исследования. Эти работы сопровождаются изучением физико-механических свойств пород и химического состава подземных вод. Съемкой необходимо охватить весь отрезок долины, в пределах которого возможно расположение гидроузла. Масштаб съемки, в зависимости от сложности инженерно-геологических условий, может быть принят от 1:5000 до 1:50000.

Наиболее крупные масштабы съемок применяются в узких горных долинах, в пределах которых намечается строительство высоких плотин. В этом случае необходимо применять фототеодолитную съемку.

2.7. Разведочные работы проводятся для всех гидроузлов, но в более полном объеме для тех, которые рассматриваются как объекты первоочередного строительства. На участках проектируемых плотин выработки располагаются по поперечникам через долину - створам, которые выявляют в процессе рекогносцировки и инженерно-геологической съемки. Для деривационных гидроузлов может быть пройдено также некоторое количество выработок по предполагаемым трассам деривации и на участке напорно-станционного узла. Для наиболее перспективных и сложных объектов должно быть разведано 2-3 поперечника через долину или профиля по трассе деривации, для остальных не более одного.

Скважины должны быть расположены на всех основных геоморфологических элементах долины (русло, террасы, коренные склоны и др.). Расстояние между скважинами в пределах каждого геоморфологического элемента, в зависимости от сложности инженерно-геологических условий, для долин равнинных рек следует принимать 200-500 м, для очень узких горных долин - 50-100 м. В долинах равнинных рек проходят скважины, а в узких горных ущельях, склоны которых не имеют мощного покрова рыхлых отложений, исследования ведутся скважинами, штольнями, шурфами и канавами.

Глубина скважин и горных выработок, проходимых на створах плотин, должна быть такой, чтобы можно было установить: очертания коренного ложа долины; состав и структуру пород коренной основы и рыхлого четвертичного покрова; глубину зоны выветривания скальных пород; положение уровня подземных вод и водопроницаемость пород. Для составления программы изысканий при отсутствии данных о строении долины можно принять, что для плотины высотой до 20 м средняя глубина разведочных скважин может быть в два раза больше напора на плотине. При дальнейшем увеличении высоты плотин это соотношение уменьшается и для плотин высотой 100 м средняя глубина скважин равна высоте напора. Для более высоких плотин среднюю глубину скважин принимают меньше высоты напора. Глубину специальных скважин (структурных и др.) принимают исходя из их назначения.

2.8. Геофизические исследования на стадии схемы необходимо выполнять в комплексе с геологической съемкой масштаба 1:50000-1:100000 и бурением и проводить по отдельным профилям, расположенным вдоль и вкрест долины реки. Следует изучить участки возможного расположения створов, трасс деривации, участков водохранилищ, месторождений стройматериалов. Должен применяться, в основном, комплекс электроразведочных методов (ВЭЗ, электропрофилирование), каротаж скважин, магниторазведка. В сложных инженерно-геологических условиях (наличие мерзлоты, нарушение устойчивости бортов долин, локальных переуглублений и пр.) для решения общегеологических задач на этой стадии возможно применение сейсморазведки.

2.9. Гидрогеологические исследования проводят в районах всех гидроузлов, но их детальность зависит от значения гидрогеологических условий для проектируемого сооружения и очередности объекта. В состав этих исследований входят гидрогеологические наблюдения в процессе инженерно-геологической съемки и разведочных работ, а также опытно-фильтрационные работы (откачки, нагнетания, наливы) и в отдельных случаях режимные гидрогеологические наблюдения. Объем опытно-фильтрационных работ определяют исходя из необходимости выявить водопроницаемость тех слоев, которые после создания подпора могут стать путями фильтрации, существенной для водного баланса сооружения, или могущей вызывать деформации основания.

2.10. Исследования физико-механических свойств грунтов (в основном физических показателей), их петрографического и химического состава проводят на пробах, отобранных из скважин, на всех объектах в объеме, необходимом для классификации грунтов, общей оценки их состояния и подбора аналогов (от 7 до 10 проб из каждой литологической разности). Исследования для определения прочности и сжимаемости основных разностей нескальных пород проводят лабораторными методами и в ограниченном объеме лишь для первоочередных гидроузлов, а для остальных эти показатели принимают по аналогам. Грунты считаются аналогичными, если при сходных литологии и генезисе показатели их состава и физических свойств отличаются не более чем на 30%, а основные параметры и технология строительства проектируемого сооружения и сооружения-аналога близки. Для скальных пород определяют временное сопротивление сжатию, а показатели прочности и сжимаемости принимают по методу аналогий и с помощью сейсмоакустических методов. На этом этапе следует получить предварительное представление о мощности естественных зон разуплотнения и выветривания, типе кор выветривания (физический или химический), наличии тектонических нарушений, степени трещиноватости пород в массиве на глубину области взаимодействия сооружений с геологической средой.

2.11. Характеристику условий строительства подземных гидротехнических сооружений обычно дают по данным инженерно-геологической съемки и геофизических исследований и лишь в исключительных случаях для этих целей проходят скважины.

Для составления схемы инженерно-геологического строения массива горных пород (предварительной модели) изучаются также все литературные и фондовые материалы по району, дешифрируются аэро- и космические снимки, используется опыт проходки подземных выработок в аналогичных условиях. Опробование пород выполняется в единичных выработках и из обнажений. По этим же материалам выполняется прогноз возможности интенсивного водопритока в выработки, газопроявлений, температурного режима.

Результатом выполненных работ должны быть рекомендации по выбору трасс туннелей и мест расположения других подземных сооружений, исходя из геолого-структурных, инженерно-геологических и сейсмологических условий.

2.12. На этом этапе должны быть выявлены естественные неблагоприятные для проектируемых сооружений геологические процессы и дан предварительный прогноз возможности развития в периоды строительства и эксплуатации сооружений инженерно-геологических процессов, представляющих угрозу сооружениям или окружающей геологической среде.

2.13. В инженерно-геологическом обосновании схемы комплексного использования реки должны быть даны сведения об обеспеченности строительства проектируемых гидроузлов естественными строительными материалами: указаны участки распространения строительных материалов для всех рассматриваемых в проекте вариантов конструкций сооружений; дана характеристика их качества; приведены ориентировочные объемы (запасы), которые должны превышать потребность в 2-3 раза.

Сведения о строительных материалах дают на основании поисков и поисково-оценочных работ и результатов геофизических работ. Качество строительных материалов определяют в соответствии с детальностью (категорией) разведки.

2.14. Материалы инженерно-геологических изысканий оформляют в виде записки, которая входит в состав проекта и отчета об изысканиях, передаваемого в геологический фонд.

Состав записки: введение, геологическое описание долины, характеристика сейсмических условий, инженерно-геологическое районирование долины, инженерно-геологическое описание районов гидроузлов и водохранилищ, заключение и выводы. Основные графические приложения к записке: обзорная карта, карта инженерно-геологического районирования долины реки, с выделением участков развития неблагоприятных геологических процессов, продольный геологический разрез по долине реки, инженерно-геологические разрезы по створам, обзорные схемы (тектонические, сейсмологические, геоморфологические), разрезы к картам.

В зависимости от сложности инженерно-геологических условий и количества объектов, входящих в схему, записка может содержать от 50 до 100 страниц, а отчет - от 100 до 200 страниц.