Курсовая работа
по дисциплине
«Инженерно-геологическое обеспечение работ по строительству автомагистралей, аэродромов и специальных сооружений»
Выполнили: С.О. Корытный и В.А. Архипов
группа СУЗ-11Д1
Преподаватель: Коленченко К.Э.
Омск-2012
Оглавление
Введение. 3
Глава 1. Инженерно-геологическая характеристика участка строительства автомагистрали по данным изысканий 5
1.1. Построение геологического разреза по карте и его инженерно-геологическая характеристика (Приложение 1) 5
1.2. Построение геологических колонок по данным буровых скважин и их инженерно-геологическая характеристика (Приложение 2) 6
1.3. Построение геологического разреза по данным буровых скважин и геологической карте и его инженерно-геологическая характеристика (Приложение 3) 8
Глава 2. Характеристика гидрогеологических условий участка строительства автомагистрали по данным изысканий 10
2.2. Определение водно-физических свойств водоносного горизонта по данным опытной откачки из наблюдательных скважин. (Приложение 4) 10
2.3. Расчет двустороннего притока грунтовых вод к совершенной канаве (Приложение 5) 12
2.4. Построение карты гидроизогипс (Приложение 6) 13
Заключение. 15
Приложения. 16
Литература. 27
Введение
Под инженерно-геологическими исследованиями принято понимать комплексные работы, проводимые для изучения взаимодействия геологической среды местности с проводимой на ней инженерной деятельности (строительством, горными разработками и т. д.).
В своей основе инженерно-геологические изыскания имеют нормативно-правовую базу и общую методологию инженерной геологии. В соответствии с ними объектом исследования для инженерной геологии являются разнообразные геолого-техногенные системы. В качестве самого простого примера такой системы можно привести взаимодействие объекта строительства с массивом горных пород, преобладающих на участке.
В зависимости от целей, с которыми проводятся исследования, их принято делить на научные, научно-прикладные и прикладные. Все виды геологических исследований включают в себя целый ряд направлений деятельности. Разработка общих принципов, необходимых для проектирования инженерных решений, осуществляется на основе изучения строения и состояния верхней части литосферы.
Полученные в ходе исследований данные позволяют также классифицировать основные типы геологических процессов, протекающих в геолого-техногенной системе, прогнозировать их влияние на состояние объекта. Научно-прикладные и прикладные исследования имеют более узкие цели и задачи. Научно-прикладные изыскания позволяют разрабатывать наиболее оптимальные методы исследований, подбирать необходимые технические средства.
Прикладные изыскания позволяют обосновать инженерно-хозяйственные планы освоения новых участков, строительных проектов, горных разработок, природоохранных мероприятий. Итогом прикладных исследований всегда является решение практических задач, в ходе чего вырабатываются геологические и экологические рекомендации.
Те или иные методы исследований определяются исходя из конкретных условий изучаемого участка, особенностей проектирования объекта, уровня сложности и других факторов. Даже при проведении исследований объектов первого (самого низкого) уровня сложности обязательно проводится комплексное изучение грунта, подземных вод, определение гидрогеологических, экологических, радиационных и других параметров. Для проведения же исследований для изыскания при строительстве автомагистралей, аэродромов и специальных сооружений самого высокого уровня сложности учитываются все факторы и мелочи. Например, обязательным этапом исследования для таких сооружений является моделирование объекта, различных ситуаций, возникающих в геолого-техногенных системах. Так же при проектировании объектов на участках высокого уровня сложности, как правило, проводятся дополнительные исследования, позволяющие сделать геологическое обоснование разрабатываемого проекта.
В данной курсовой работе рассмотрено поэтапно инженерно-геологическое изыскание для участка под строительство уникального сооружения. Начиная с построения геологического разреза по карте и заканчивая построением карты гидроизогипс. Так же будут приведены решения геологических задач, с которыми, безусловно, приходится сталкиваться при строительстве
Глава 1. Инженерно-геологическая характеристика участка строительства автомагистрали по данным изысканий
1.1. Построение геологического разреза по карте и его инженерно-геологическая характеристика (Приложение 1)
Геологический разрез (син. Геологический профиль) - графическое изображение на вертикальной плоскости: а) условий залегания горных пород - соотношения пород различного возраста и состава; б) формы геологических тел и изменения их мощности; в) геологических структур; г) различных фаций и их взаимных переходов. Геологические разрезы дополняют и уточняют геологическую карту, давая наглядное представление об изменениях геологического строения с глубиной, и строятся одновременно с геологической картой. Для составления Г. р. должны быть использованы не только материалы наземных наблюдений, но также данные буровых скважин и геофизическихнаблюдений. Г. р. строятся вкрест простирания пород или под углом к нему и редко вдоль простирания, в том же масштабе, что и геологические карты, или в более крупном. Особенно для участков, интересных в промышленном отношении. Вертикальный и горизонтальный масштабы Г. р. должны быть одинаковы, но в отдельных случаях допускается, особенно в инженерной геологии, превышение вертикального масштаба над горизонтальным в несколько раз.
Исходные данные: фрагменты геологических карт на топографической основе масштаба 1:2000 и условные обозначения к ним (выдаются преподавателем).
Требуется: построить геологический разрез по линии I-I, приняв вертикальный масштаб 1:500, горизонтальный 1:1000.
Этапы работы:
1. На миллиметровой бумаге, на горизонтальной линии отмечаем начало и конец разреза в принятом масштабе.
2. У начала разреза строим (в заданном масштабе) вертикальную шкалу абсолютных отметок в пределах, встречающихся на карте.
3. Строим топографический профиль.
4. На полученный топографический профиль проектируем стратиграфические границы слоев, попадающих в разрез (линии с короткими пунктирными штрихами), и карандашом справа и слева от стратиграфических границ отмечаем индексами возраст пород.
5. Рассматриваем состав и возраст пород, попавших на разрез.
6. Проводим границы слоев, начиная с линий, имеющих максимальное количество точек на топографическом профиле.
7. Размытую часть границы показываем пунктиром; границы остальных слоев проводим также, то есть параллельно построенной, через точки стратиграфических границ на топографическом профиле.
8. Штриховкой обозначаем литологический состав пород, индексами – возраст.
Вывод по полученному разрезу:
На представленном разрезе присутствует синклинальная форма тектонической деформации.
Стратиграфический перерыв продолжается 103 млн. лет в виде Юрского(J) и Триасового(Т) периодов.
На разрезе представлены следующие литологические разности:
· Глина – 132 млн. лет
· Алевролит – 280 млн. лет
· Сланец – 345 млн. лет
· Опока – 400 млн. лет
Положение залегания геологических слоёв в не нарушенном состоянии.
1.2. Построение геологических колонок по данным буровых скважин и их инженерно-геологическая характеристика (Приложение 2)
Геологическая колонка - это чертёж, изображающий специальными условными знаками в определённом масштабе последовательность напластований горных пород в нормальном стратиграфическом разрезе и характер контактов между смежными стратиграфическими подразделениями. Обычно на геологических колонках помещаются названия (или индексы) стратиграфических подразделений, их геологический возраст, мощность, литологические и палеонтологические характеристики.
Сводная стратиграфическая колонка - это стратиграфическая колонка, составленная в результате сопоставления двух или нескольких местных стратиграфических разрезов.
Исходные данные: описания буровых скважин по оси трассы автомагистрали, геологическая карта, стратиграфическая колонка к карте (выдаются преподавателем).
Требуется: построить геологическую колонку скважины, пробуренной в пределах геологической карты. Изучить стратиграфическую колонку к карте и назвать относительный возраст горных пород, вскрытых скважиной.
Этапы работы:
1. В графе 1 проставляем в заданном масштабе шкалу глубин, считая началом устье скважины (точку пересечения ствола скважины с поверхностью Земли).
2. По данным гр. 5 откладываем на шкале глубин глубину залегания подошвы каждого слоя и через полученные точки проводим горизонтальные линии.
3. Находим мощность слоёв. Мощность первого слоя (гр. 4) равна глубине залегания его подошвы. Мощность остальных слоев вычисляем как разность глубин залегания подошв последующего и предыдущего слоев.
4. Абсолютные отметки подошв слоев определяем как разность абсолютной отметки устья скважины и глубины залегания подошвы соответствующего слоя.
5. Делаем проверку: разность абсолютных отметок подошв соседних слоев равна мощности слоя.
6. В середине гр. 6 двумя тонкими линиями обозначаем ствол скважины и с обеих сторон от ствола показываем условными обозначениями литологический состав пород каждого слоя. Эти обозначения берут из стратиграфической колонки.
7. Стволы скважин в интервалах развития водоносных слоев затемняем. В гр. 7 приводим абсолютные отметки установившегося уровня грунтовых вод и обоих уровней напорных вод.
8. Вертикальной линией со стрелкой на конце показываем высоту подъема напорных вод.
1.3. Построение геологического разреза по данным буровых скважин и геологической карте и его инженерно-геологическая характеристика (Приложение 3)
Исходные данные: описания буровых скважин, геологическая карта, стратиграфическая колонка к карте (выдаются преподавателем).
Требуется: построить геологический разрез по линии, указанной в соответствующем варианте, с использованием геологической карты масштаба 1:10000, стратиграфической колонки и описания буровых скважин. Охарактеризовать историю геологического развития района, вытекающую из анализа стратиграфической колонки и разреза. Для построения разреза принимают горизонтальный масштаб 1:5000, вертикальный 1:500.
Этапы работы:
1. В нижней части листа миллиметровой бумаги делаем три характеристики скважин и указания расстояний между ними.
2. Намечаем начало и длину разреза в принятом масштабе. В начале разреза (а иногда и в конце его) строим шкалу абсолютных отметок с таким расчетом, чтобы максимальная отметка была несколько выше верхней точки рельефа, а минимальная ниже забоя самой глубокой скважины.
3. Приступаем к построению топографического профиля. Откладываем в заданном масштабе расстояние от начала разреза до его пересечения с каждой горизонталью и точками отмечаем абсолютные отметки соответствующих горизонталей.
4. Откладываем от начала разреза расстояния до каждой скважины и проводим вертикальный штрих в верхней графе. Под штрихами указываем номера скважин, а ниже — абсолютные отметки их устьев, которые дают дополнительные точки для построения профиля.
5. Соединив все точки плавными линиями, получаем топографический профиль поверхности земли по заданному направлению.
6. На построенный профиль наносим колонки буровых скважин. При крупном масштабе разреза ствол скважины обозначаем двумя вертикальными отрезками, в остальных случаях — одним.
7. На нижнем конце отрезка соответствующем абсолютной отметке низшей точки пробуренной скважины (забою), ставим короткий поперечный штрих. Справа от штриха записываем абсолютную отметку забоя, вычисляемую как разность между абсолютной отметкой устья и глубиной скважины.
8. Вдоль линии скважины размечаем границы слоев и проставляют их абсолютные отметки, которые вычисляем как разность абсолютной отметки устья скважины и глубин залегания соответствующих слоев.
9. В интервале каждого слоя (на полосе шириной 1... 2 см) условными обозначениями, взятыми из стратиграфической колонки, отмечаем карандашом состав и относительный возраст пород.
10. На топографический профиль переносим с карты точки пересечения разреза со стратиграфическими границами и карандашом справа и слева от точек отмечаем относительный возраст пород.
11. Прежде чем проводить границы слоев на разрезе, восстанавливаем в общих чертах доступную нам историю геологического развития изучаемого участка.
12. Завершаем рисовку разреза, используя при этом как границы слоев, вскрытые скважинами, так и стратиграфические границы, перенесенные на топографический профиль с карты.
13. Карандашные записи убираем, условными обозначениями производим штриховку выделенных в разрезе слоев и обозначаем индексами их относительный возраст.
14. Вычисляем абсолютные отметки уровней подземных вод как разность между абсолютной отметкой устья скважины и глубиной залегания соответствующего уровня. Если напорный уровень выше устья, то берется не разность, а сумма.