Вивчення та оцінка інженерно-геологічних умов з метою обгрунтування проекту гідровузла (2)

Курсовий проект

Виконав: студент гр. 110129 Малиновський А. А.

Білоруська Державна Політехнічна Академія

Кафедра «Геотехника і екологія в будівництві »

Мінськ 2001

Введення

Усяке інженерна споруда має бути зведено найбільш просто і з найменшими витратами робочої сили, матеріалів і часу. Протягом усього періоду будівництва і експлуатації, спорудження повинно мати належної міцність і стійкість, а його деформації не повинна виходити за межі, що забезпечують нормальні умови експлуатації споруди або не порушують його зовнішні архітектурні форми.

Забезпечення зазначених вище положень і вимог значною мірою залежить від правильного обліку природних умов в районі зведення споруди. В інженерно-геологічному плані сприятлива обстановка зведення споруди зв'язується:

з відсутністю можливого впливу на споруда (як у період зведення, так і в період експлуатації) тих чи інших геологічних процесів і явищ, позицію його загальну стійкість і міцність;

з наявністю в основі споруди грунтів і гірських порід підвищеної міцності і несучої здатності, відповідним чином залягають;

з відсутністю можливого шкідливого впливу підземних вод на грунти заснування і сама споруда в процесі будівництва та експлуатації.

Очевидно, що споруди, зведені в зонах інтенсивного прояву процесів (таких як ерозія, зсуви, карст, сейсмічні процеси, що протікають у надрах Землі) без урахування їх впливу, можуть опинитися в дуже важкому і навіть аварійному стані, якщо навіть вони бездоганно спроектовані і зведені. Щоб убезпечити споруду від подібних аварій, необхідно в кожному окремому випадку, хтозна, можливо, чи прояв таких процесів і явищ, що загрожують вони даному проектованому споруді, яка ступінь небезпеки і якими з принциповою боку заходами (якщо неможливо уникнути впливу цих процесів на спорудження) можна забезпечити його нормальну службу.

Інженерно-геологічні і гідрогеологічні дослідження - обов'язкова складова частина вишукувальних робіт, що проводяться для обгрунтування проектів споруд, систем водопостачання і зобов'язаних з ними гідротехнічних споруд. У завдання досліджень входить вивчення геологічної будови, геоморфології, гідрогеологічних умов, геологічних процесів, властивостей гірських порід і прогноз їх зміни при будівництві та експлуатації споруди.

Правильна оцінка інженерно-геологічних умов веде до забезпечення міцності і стійкості споруди, спрощення його конструкції і до здешевлення будівництва.

Загальні положення

Дана робота виконується з метою виявлення інженерно-геологічних умов даного району, і обгрунтування можливого будівництва гідровузла на річці. Необхідно вивчити геологічні особливості річкової долини, дати прогноз з приводу несприятливого впливу на проектований об'єкт геологічних процесів, що виникають у районі споруди.

Також слід врахувати, що в районі майбутнього будівництва споруди можуть спостерігатися несприятливі для споруди процеси:

-фізико-хімічні процеси (вивітрювання, карст, просадні);

-гравітаційні процеси та явища (зсуви, обвали та осипи);

-гідродинамічні процеси (фільтрація, механічна суфозія, пливуни, ерозія, селі);

-аеродинамічні процеси (вітрове руйнування, корозія);

Потрібно оцінити негативний вплив вищеназваних процесів і явищ на майбутню споруду і запропонувати методи боротьби з цими явищами. Визначити вплив зведеного споруди на природний хід геологічних процесів і стійкість схилів.

У даній місцевості передбачається будівництво гідровузла. Потрібно запроектувати один з типів гідротехнічних споруд (ГТС) в даній місцевості:

-водосховище;

-водозабірних споруд;

-гребля з гідроелектростанцією (ГЕС) (пріплотінная ГЕС, руслових ГЕС і т. д.).

Таким чином, мета нашої роботи - дати висновок про можливість будівництва гідровузла в даному створі.

геоморфологічні відомості

Земна поверхня являє собою складний рельєф у вигляді сукупності підвищень, рівнин і поглиблень. Наука, яка займається вивченням рельєфу, його походженням і розвитком, називається геоморфології.

Рельєф Землі знаходиться в стані безперервної зміни - знищуються старі форми рельєфу, виникають нові. Все це відбувається в результаті одночасного впливу на поверхню Землі ендогенних (внутрішніх) і екзогенних (зовнішніх) процесів. Велику роль при цьому останнім часом стала грати інженерно-будівельна діяльність людини.

Річки - постійні водотоки, що течуть у розроблених ними руслах. Річка з усіма її притоками називається річковий системою, а площа, яку займає річковий системою називається річковим басейном.

Поглиблення в земній поверхні, в якому протікає річка, називається долиною річки. Частина долини, заповнена водою при найнижчому (меженний) рівні, називається руслом; частину долини, затоплювані паводковими водами - заплавою; незаліваемие горизонтальні ділянки долини річки -- терасами.

На карті № 4 показана річка, що протікає з південно-сходу на захід. Рівень води в річці близько 5 м. Рельєф досліджуваного ділянки - плоскогірних з абсолютними відмітками 150-160 м над рівнем моря і являє собою річкову долину. Долина ріки широка U-образна. Долина ріки розташована в центральній частині розрізу і складається з русла, заплави, корінного берега і надзаплавних терас.

Про зміну режиму водотоку в часі свідчать річкові тераси, що представляють собою поздовжні майданчики, більш або менш круто обриваються до руслової частини долини. Перша піднімається над урізу води тераса називається заплавній. Під час повені ця тераса зазвичай заливається водою. Тераси на більш високих рівнях - надзаплавні.

За своїм характером тераси підрозділяються на ерозійні та акумулятивні. Ерозійні тераси, як тераси розмиву, формуються в корінних схилах долини і зазвичай складені корінними породами. Акумулятивні тераси виробляються вже в товщі алювіальних відкладень і в відміну від ерозійних складаються різноманітними алювіальними відкладеннями, за своїм складом відображають той чи інший цикл розвитку водотоку.

На розрізі ми бачимо терасу ерозійного характеру, щодо русла - симетрична. Ерозійні тераси властиві тих дільницях, де йде постійна робота водотоку з поглиблення її русла. Такі ділянки за своїм становищем відповідають областям розмиву. Разом з тим ерозійні тераси свідчать про декілька циклах глибинної ерозії в умовах різкого зниження базису ерозії.

Геологічна будова

Найбільш стародавня порода - граніт (протерозойський ера PR) рожево-сірий, щільний, у верхній частині шару тріщинуватості. Граніт відноситься до магматичних порід. Так як він - кисла порода в ньому міститься до 65-75% кремнезему SiO2. Граніт - Глибинна гірська порода з повнокристалічна (зернистою) структурою. Мінеральний склад: кварц 15-40%, польові шпати 40-60%, кольорові мінерали 5-10%. У багатьох місцях вони великими масивами виходять безпосередньо на поверхню землі. З усіх магматичних порід граніт найбільш схильний до вивітрюванню.

елювіальний відклади, що складаються з сірої глини з щебенем та окремими брилами граніту рожево-сірого кольору (протерозойський ера ePR), лежать над шаром граніту. Елювій кислих магматичних порід разом з уламками самої породи і глинистими продуктами розпаду польових шпатів характеризується щодо багатим змістом кварцового піску. При вивітрюванні глинисті грунти втрачають свою міцність. У результаті вивітрювання збільшується зміст дрібнодисперсних часток у грунті. Поверхневий шар корінної породи, продуктом якої є елювій, в зоні вивітрювання буває значно ослаблений і розбитий численними тріщинами. Умови залягання елювії і потужність його шару дуже різноманітні: на схилах потужність шару зазвичай буває найменшою, так як тут елювій при достатній крутизну укосу легко змивається дощовими потоками і сповзає. З цих причин елювій на схилах часто являє собою скупчення більш грубих уламків. У знижених зонах рельєфу він може накопичуватися шаром в десятки і навіть в сотні метрів.

Піщаники сірі, дрібнозернисті, крем'янисті, щільні (Палеозойська ера силурійські період S1) - скельна порода осадового походження. Піщаники -- зцементовані різними речовинами піски. За характером цементу розрізняють пісковики глинисті, залізисті, вапняні, кварцові. Осадові породи мають головним чином морське або рідше озерне походження. Тому їм властиві всі ознаки морських відкладень: закономірність змінюваності шарів у вертикальному напрямі, велика площа розповсюдження, пластовий характер залягання, постійність складу і властивостей у межах пласта. Піщаники можуть мати і континентальне походження, але в цьому випадку площа їх поширення і потужність їх шару невеликі. Тому з цими утвореннями доводиться зустрічатися вкрай рідко. Міцність пісковиків визначається міцністю цементу, а не складових уламків гірських порід. Найбільш міцними є крем'янисті і залізисті цементи.

Вапняки сірі, щільні, місцями окремневшіе, тріщинуваті (Палеозойська ера силурійські період S2) - скельна порода осадового походження. Вапняками називають породи складаються переважно з CaCO3 (не менше 75%). Домішки у вапняках зазвичай представлені глинистими частками, кремнезем, оксидами заліза, рідше піском, виділеннями гіпсу та інших мінералів. Найбільш міцні різновиди вапняків (крем'янисті) містять розсіяну домішки кремнезему. Вапняки, як правило, залягають у вигляді пластів різної потужності. У цьому випадку тріщинуватість надає їм характер різко вираженою плітчатості. Вапняки завжди тріщинуватості. Коефіцієнт їх тріщиною порожнистості дуже нерівномірне, але більшою частиною знаходиться в межах 2-5%. Тріщинуватість з глибиною зазвичай швидко зменшується. Велике значення має збереження вапняків. Так, сильно вивітрені пористі різновиди вапняків іноді мають високі показники стисливості. У зв'язку з цим дуже зруйновані вивітрюванням масиви вапняків зустрічаються не тільки на поверхні землі, а й глибше. За структурі вапняки бувають найрізноманітнішими: великі, середні, дрібнозернисті. За текстурою групам вони бувають: щільними, дрібнопористі, великопористі. Водопропускних здатність вапняків, як і у всіх скельних порід, залежить від інтенсивності тріщинуватості і величини розкриття тріщин, але в загальному випадку вапняки, як правило, володіють великим коефіцієнтом тріщиною порожнистості а, отже, і великий водопропускну здатністю, ніж будь-яка інша скельна порода.

Сланци глинисті, чорні, щільні, місцями окремневшіе (Палеозойська ера силурійські період S2) - метаморфічна гірська порода. Метаморфічних порід властива анізотропія властивостей, обумовлена наявністю сланцеватості або полосообразним розподілом мінералів: уздовж сланцеватості міцність порід значно нижче, ніж впоперек. Іншою особливістю цієї породи є значно менша стійкість проти вивітрювання. Процеси вивітрювання особливо інтенсивно протікають вздовж сланцеватості, в результаті чого порода розпадається на окремі плитки.

Вапняки світло-сірі, тріщинуваті, з тонкими прошарками глини, закарстованих (Палеозойська ера девонський період D1) - осадова скельна порода. Більшість вапняків органічного походження утворилися в морях в результаті життєдіяльності різноманітних організмів. Часто вони утворюються шляхом скупчення вапняних раковин, відмерлих молюсків. Вони мають високу пористість, невелику щільність. Вони непридатні для зведення споруд, так як легко руйнуються і мають змінюється в часі опір стиску.

Вапняки утворюються в морських умовах що існували в девонського періоду. Потім протягом кам'яновугільного, тріасового періодів ніяких відкладень не було, так як вапняки знаходилися під рівнем моря. У верхньому шарі вапняків в результаті вивітрювання утворилися тріщини.

Пісок світло-жовтий, кварцовий, дрібнозернистий (aQ3), а так ж пісок сірий, кварцовий, середньозернистий, внизу шару галька та гравій (aQ4) - уламкові породи, пов'язані з кайнозойської ери четвертинному періоду. Пісок - порода, що складається переважно з піщаних частинок розміром 0,05-2 мм. Піски за походженням можуть бути морськими, річковими, озерними, еоловими, і т. д. За переважною величиною зерен, що складають породу, розрізняють крупно, середньо і дрібнозернисті піски. За мінералогічному складу найчастіше зустрічаються кварцові піски (до 95% зерен кварцу), рідше глауконітового і так звані полімінтовие піски, що складаються з різних мінералів (кварцу, польового шпату, слюди та ін.) колір піску залежить від домішок: чисті кварцові піски - білі, сіруваті; забарвлені оксидами заліза - Жовті, бурі, вишнево-червоні; глауконітового - зелені. Піски мають пористість до 40%, високий коефіцієнт фільтрації.

супісок палева, іловатая (aQ3), а так само супісок палева, іловатая наприкінці шару переходить в іловатий суглинок (aQ4) -- уламкових порода (кайнозойської ера четвертинний період). До супісках відносять пухкі породи з домішкою глинистих часток (