10634

10

3. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО

РАЗРЕЗА

Инженерно-геологический разрез (профиль), равно, как и геологический разрез (профиль) - это чертёж, изображающий вид сечения местности вертикальной плоскостью, проведенной по возможности под прямым углом к простиранию горных пород, геологического строения, гидрогеологических условий, геологических процессов и т.п. (рис. 1). В отличие от геологического разреза, на инженерно-геологическом разрезе изображены инженерно-

геологические особенности пород:

а) консистенция глинистых грунтов и степень влажности песчаных отложений;

б) сложение несвязных грунтов;

в) элементы геокриологии;

г) в значительно большем объёме элементы гидрогеологии;

д) отмечаются точки отбора проб воды; рядом с обозначением точки отбора образцов указываются результаты его испытаний.

Грунты*, изображенные на инженерно-геологическом разрезе,

подразделяются на инженерно-геологические элементы. В пределах элемента грунты представляют собой однородную общность, т.е. имеют однородный состав, состояние, свойства, одинаковое происхождение и возраст.

Инженерно-геологические разрезы являются дополнением к инженерно-

геологическим картам; количество их определяется масштабом карт,

сложностью геологического строения и инженерно-геологических условий.

Общие принципы и порядок построения инженерно-геологических разрезов следующие:

* Согласно ГОСТ 25.100-2011. Грунты. Классификация.

Грунт – горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной дея-тельности человека.

Рис. 1 Пример построения инженерно - геологического разреза

12

Рис. 1а. Условные обозначения к инженерно-геологическому разрезу

1. Выбирается направление разреза на инженерно-геологической карте,

при этом учитывается размещение сооружений, стадия проектирования,

сложность инженерно-геологических условий.

Вдоль выбранного направления на карте проводится линия, концы которой закрепляются буквами или цифрами, например: А–А, А–Б, 1–1 и т.д.

2. Выбирается масштаб разреза, который определяется масштабом инженерно-геологической карты, сложностью рельефа, сложностью инженерно-геологических условий, размерами сферы взаимодействия сооружений с геологической средой.

Горизонтальный масштаб обычно сохраняется таким же, что и масштаб карты, но может быть увеличен или уменьшен в отдельных случаях для удобства построения разреза.

Вертикальный масштаб следует подбирать таким, чтобы построенный при его помощи топографический профиль внешне соответствовал характеру местности.

Чаще используются горизонтальные масштабы 1:500; 1:1000; 1:2000 и

т.п., вертикальные – 1:50; 1:100; 1:200 и т.п.

3. В прямоугольной системе координат строим вертикальную (шкала высот) и горизонтальную (шкала расстояний) оси координат.

Вертикальную шкалу высот проводим в расстоянии 5 см от левого края чертежа. Шкала двойная, расстояние между линиями 0,20 см; через 1 см чередуются светлые и темные шашечки, причем верхняя шашечка – светлая.

Начало верха вертикальной шкалы располагается ниже названия инженерно-геологического чертежа и масштабов на 3 см.

Сверху шкалы указывается система координат, в которой идет отсчет высот: «Абс. отм., м», т.е в абсолютных отметках Балтийской системы координат.

Для выбора абс. отм. верха (начала) вертикальной шкалы выбираем на линии разреза (по карте) точку, имеющую самую высокую абсолютную отметку. Округляем цифровое дробное значение отметки до целой величины

14

(например, наиболее высокая абс. отметка в пределах разреза 76,38 м,

округляем её до 77,0 м), которая и будет верхней отметкой вертикальной шкалы высот.

Градуируем шкалу высот в соответствии с выбранным масштабом.

Самая низкая отметка вертикальной шкалы определяется глубиной заложения самой глубокой скважины и располагается ниже её забоя на 1-2

см.

Горизонтальная шкала проводится ниже самой низкой отметки вертикальной шкалы, но в центре системы координат отметки не ставятся.

Ниже горизонтальной шкалы на расстоянии 1 см проводим дополнительно 6 горизонтальных линий, продолжив их влево от оси высот на

4 см. В образовавшиеся горизонтальные графы записываются (рис. 1):

а) номер скважины;

б) абс. отметка устья скважины, м;

в) расстояние между скважинами, м;

г) абс. отм. уровня подземных вод, м: появление, установление;

д) дата замера уровня замера грунтовых вод;

е) геоморфологическая характеристика.

4. Построение топографического профиля – следующий этап работы,

для выполнения которого воспользуемся схемой в задании «План расположения инженерно-геологических скважин».

Проведем тонкую горизонтальную линию через верхнюю наиболее высокую отметку вертикальной шкалы (карандашом, т.к. при дальнейших построениях разреза ее следует убрать), которая будет условной нулевой линией. На нулевую линию наносим точки пересечения профиля с горизонталями поверхности и инженерно-геологическими скважинами. Для ускорения этой работы с линии профиля на карте прикладывается полоска бумаги, на которую сносятся точки пересечения профиля с горизонталями и скважинами, и ставится их абсолютная высота. Для более точного построения топографического профиля на полоску бумаги следует нанести также точки

15

пересечения линии профиля с руслами рек и тальвегами других эрозионных форм рельефа. Затем полоска бумаги прикладывается к нулевой линии и все имеющиеся на ней обозначения переносятся на нулевую линию. Если необходимо горизонтальный масштаб профиля увеличить по сравнению с горизонтальным масштабом карты, например, в 2 или 3 раза, то каждый отрезок между соседними точками на полоске бумаги откладывается на нулевой линии соответственно 2 или 3 раза.

Зная высотное положение каждой из полученных на нулевой линии точек и, пользуясь вертикальным масштабом, опускаем их ниже нулевой линии по вертикали до соответствующей абсолютной высоты. Далее, все полученные точки соединяем последовательно плавной линией, и в итоге получаем топографический профиль – основу для инженерно-геологического разреза.

5. Построение инженерно-геологического разреза выполняется путем нанесения на топографическую основу разреза геологических,

гидрогеологических и инженерно-геологических данных.

Через точки, обозначающие устья буровых скважин, проводим тонкие вертикальные линии – оси до пересечения с горизонтальной шкалой. В

соответствующих горизонтальных графах записываем номер скважин;

абсолютную отметку устьев скважин в метрах; расстояние между скважинами в метрах, которое определяем по «Плану расположения инженерно-

геологических скважин», пользуясь указанным на нем масштабом.

На оси скважин откладываем вскрытые в процессе бурения геологические слои. Пользуясь описанием горных пород по скважинам,

приводимым в задании на курсовую работу, откладываем последовательно все геологические слои сверху вниз (от устья скважины до ее забоя) от более молодых к более древним.

Ствол скважины обозначаем двойной линией, расстояние крайних линий 1 мм от оси скважины, т.е. двойная линия имеет ширину 2 мм. Справа от вертикальных линий, условно обозначающих стенки скважины, делаем

16

засечку на абсолютной отметке подошвы первого (верхнего, самого молодого в разрезе) слоя горных пород. Отмечаем справа от засечки абсолютную отметку подошвы слоя. Слева также делаем засечку (на той же высоте, что и правая), отмечаем глубину залегания подошвы слоя, в метрах от поверхности земли.

Выше засечек, сделанных карандашом (т.к. эти надписи в дальнейшем нужно будет убрать) слева пишем возраст горных пород в виде геологического индекса (например, aQIV), справа кратко литологический состав пород.

Точно таким же образом откладываем последовательно все слои горных пород по скважине в соответствии с геологической колонкой (сверху вниз).

Конец скважины (забой) фиксируем горизонтальной линией длиной 4 мм.

Ось скважины внутри двойной линии, обозначающей ствол скважины,

не показывается, но наносится на чертеж инженерно-геологического разреза

ниже забоя скважины до пересечения с горизонтальной координатной линией.

По такой же методике откладываем слои горных пород по всем инженерно-геологическим скважинам.

6. Выделение слоев на инженерно-геологическом разрезе выполняется с соблюдением следующих правил:

А. В пределах слоя горные породы однородны по происхождению,

возрасту и составу;

Горные породы одинакового происхождения и возраста, но разного состава, образуют различные слои. Например, aQIV – торф и aQIV – суглинок образуют два различных слоя. Исключение составляют горные породы,

залегающие в одновозрастных отложениях в виде прослоев и линз, как правило, небольшой мощности и протяженности. В этом случае линзы и прослои принадлежат основному слою одновозрастных пород. Например,

слой песков мелко-, тонко-зернистых с линзами торфа и прослоями суглинка,

17

аллювиальных современного возраста (aQIV), является самостоятельным слоем, несмотря на включение пород иного состава.

Б. В случае, если происходит выклинивание слоев, т.е. в одной скважине слой присутствует, а соседняя скважина фиксирует отсутствие пород этого слоя, то выклинивание слоя рисуется на половине расстояния между скважинами (по правилу интерполяции) в виде закругленной, либо ломаной линии.

В. Выделение слоев производится путем последовательного соединения точек, соответствующих подошве слоя, плавной линией.

Г. Т.к. забой скважины – это не подошва слоя, то забои скважин не соединяют.

Нижнюю границу разреза проводим ниже самого глубокого забоя на 1

см.

7. После выделения слоев горных пород их литологический состав показываем условными знаками в соответствии с «Условными обозначениями к инженерно-геологическим разрезам», изложенным в прил.2 настоящего пособия.

Геологический индекс (указывающий происхождение и возраст горных пород. Например, aQIII, edQII-IV и т.д. вписываем посредине слоя один раз.

Если залегание слоя прерывистое (например, P2 – мергели залегают в пределах правого и левого коренных берегов, разделенных речной долиной),

то геологический индекс необходимо вписывать в каждый слой.

8. При обозначении на инженерно-геологическом разрезе литологического состава пород следует обозначать также их характерные особенности, например, такие как выветрелость, глинистость,

закарстованность и т.п. Следует иметь в виду, что условные графические обозначения характерных литологических особенностей грунтов, изображают редкими знаками на фоне условных обозначений видов грунтов.

9. Сведения о подземных водах содержатся в прил.1 «Данные для построения топографического профиля инженерно-геологического разреза».

18

Напомним, что при равных абсолютных отметках появления и установления воды в скважине – подземные воды безнапорные (это грунтовые воды, безнапорные межпластовые подземные воды, трещиновато-карстовые воды и т.д.); при превышении абсолютной отметки установившегося уровня над появившимся уровнем воды в скважине – подземные воды напорные

(межпластовые напорные подземные воды).

Рассмотрим порядок определения положения зеркала безнапорных подземных вод.

Справа от вертикальной линии скважины делаем горизонтальную засечку длиной 1 см, на которой ставим голубой треугольник (▼) и пишем абсолютные отметки появления и установления подземной воды.

Слева от скважины делаем такую же засечку и пишем глубину до воды

вметрах.

Вгоризонтальных графах разреза отмечаем уровень грунтовых вод,

глубину его появления и установления, в метрах; дату замера уровня грунтовых вод.

Отмечаем появление уровня грунтовых вод последовательно во всех скважинах. Точки появления воды в скважинах соединяем пунктирной линией

синего цвета. Таким образом, рисуем положение зеркала грунтовых вод на момент даты замера уровней воды в скважинах.

Как было сказано выше, напорные подземные воды характеризуются превышением установившегося уровня над появлением его в скважине.

Порядок нанесения напорного (пьезометрического) уровня на инженерно-

геологический разрез следующий.

Как и в первом случае, справа от вертикальной линии скважины рисуем горизонтальную засечку длиной в 1 см, над которой рисуем голубой треугольник (▼) и записываем абсолютную отметку появившегося уровня.

Слева, на той же высоте, что и справа, делаем такую же засечку, на которой записываем глубину (в метрах) появления воды.

19

Затем, подобно выполненным действиям, наносим абсолютную высоту и глубину до воды установившегося уровня.

Горизонтальные засечки, расположенные справа от скважины,

обозначающие абсолютные отметки появления и установления воды,

соединяем тонкой голубой стрелкой, означающей напор подземных вод

(известно, что величина напора подземных вод – это разность между установившимся уровнем и его появлением, в метрах).

Точки установления уровней подземных вод соединяем линией (точка-

пунктир) голубого цвета, которая показывает положение пьезометрического

(напорного) уровня.

10. Наличие водоносного горизонта отмечается по скважинам путем закраски её ствола синим цветом.

У ненапорных (в т.ч. грунтовых) подземных вод водоносный горизонт располагается в водопроницаемых горных породах, занимает пространство между зеркалом (ненапорная поверхность подземных вод) и водоупорными породами, кровля которых является подошвой водоносного горизонта.

Напорный водоносный горизонт занимает полностью водопроницаемый слой горных пород; ограничен сверху и снизу слоями водонепроницаемых пород. Пьезометрическая поверхность всегда располагается выше кровли водоносного горизонта. Абсолютная отметка появления напорных подземных вод совпадает с абсолютной отметкой подошвы верхнего водоупорного слоя.

11.Консистенция и степень влажности, сложение несвязных грунтов обозначаются условным знаком внутри вертикальных линий, означающих ствол скважины.

12.Точки отбора образцов грунта с нарушенной и ненарушенной структурами, а также проб воды, обозначаются условными знаками, причем справа от обозначения знака указывают номер образца или пробы; под обозначением знака – соответственно результат его испытаний: плотность грунта, кг/м3; модуль деформации грунта, МПа; минерализацию воды, г/л.