Оценка геологических, гидрогеологических и физико-механических условий трассы тоннелей Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

© C.B. Мучкин, 2013

УДК 622.25 С.В. Мучкин

ОЦЕНКА ГЕОЛОГИЧЕСКИХ, ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТРАССЫ ТОННЕЛЕЙ

Исследованы геологические, гидрогеологические и физико-механические условия грунтов трассы на перегоне станции «Березовая роща» - станции «Маршала По-крышкина» г. Новосибирска. Определены физико-механические свойства грунтов. Ключевые слова: трасса, станция, грунт, тоннель.

Обследуемый участок трассы метрополитена расположен в Дзержинском и Центральном районах города Новосибирска. Станция «Березовая роща» расположена на пересечении проспекта Дзержинского и ул. Кошурникова, перегон ст. «Березовая роща» - ст. «Маршала По-крышкина» — в пределах ул. Гоголя.

В геоморфологическом отношении участок исследуемой трассы метрополитена приурочен к правобережному Приобскому плато. Отметки поверхности изменяются от 160,3 до 161,6 м. Естественный рельеф в процессе интенсивной застройки и благоустройства территории в значительной мере изменен.

Краткая характеристика трассы на перегоне станции «Березовая роща» -станции «Маршала Покрышкина»:

- протяженность участка от ПК 93 + 90,5 до ПК 98 + 95,5 составляет 505 м.

- глубина заложения от 5м (на ПК 98 + 95,5) до 12 м (на ПК 93 + 90,5).

В геологическом отношении территория сложена верхнепалеозойскими слаботрещиноватыми гранитами (Р2) Новосибирского интрузивного массива, перекрытыми среднечетвер-тичными эолово-делювиальными отложениями краснодубровской свиты

(У<11к<<), мощностью 8,0-50,0 м, представленными переслаиванием лессовых супесей и суглинков с прослоями песков. Кровля палеозойского фундамента неровная, поверхность имеет изрезанный эрозионно-тектонический рельеф. В результате химического и физического выветривания гранитоиды с поверхности превращены в элювиальные глинистые и дресвяные отложения (еК-Р) - кору выветривания, мощность которой не превышает 0,3-1,5 м.

Отложения краснодубровской свиты повсеместно перекрыты техногенными грунтами (1 1У) различной мощности 0,8-2.9 м, в котловане станции «Березовая роща» их мощность достигает 11,0 м (на участке вскрытого засыпанный лога). Подземные воды вскрыты в виде двух горизонтов, один из которых приурочен к зоне трещиноватых палеозойских пород, а второй - к четвертичным отложениям. Воды этих горизонтов разделены во-доупором - глинистыми грунтами коры выветривания палеозойских пород, на отдельных участках гидравлически связаны между собой (ст. «Бе-резова роща»).

Воды трещиноватой зоны палеозойского фундамента вскрыты на участке станции «Березовая роща» (вестибюль №1).

Расчетные значения физико-механических характеристик грунтов основания при доверительной вероятности а = 0,95

Наименование характеристик Номера слоев

2 3 3а 4а 56 7а 10а 11а 11

Плотность, г/см3 естественной влажности 1,73 1,78 1,9 1,99 1,88 1,87 2,01 2,68

под водой 1,95 1,92 - - - - - - -

Удельный вес, кН/м3 естественной влажности 16,95 17,49 19,08 19,5 18,42 18,33 19,7 26,26

под водой 19,11 18,83 - - - - - - -

Модуль деформации, МПа естественной влажности 12,5 12,4 9 9,4 6,2 8 33

под водой 9 9 - - - - - - -

Угол внутреннего трения, град естественной влажности 26 21 18 23 17 16 32

под водой 23 17 - - - - - - -

Удельное сцепление, кПа естественной влажности 10 20 9 5 12 26

под водой 8 11 - - - - - - -

Предел прочности на одноосное сжатие, МПа естественной влажности 65-96

под водой - - - - - - 4 5-15 54-68

Воды напорные, величина напора 0,6-1,5 м. Удельный дебит изменяется от 0,012-0,015л/сек до 0,065-0,108л/с [1]. Подземные воды кайнозойского чехла относятся к грунтовым безнапорным, в пределах участка рассматриваемой трассы метрополитена глубина их залегания изменяется от 9 м (вестибюль № 1 ст. «Березовая роща») до 33 м (ст. «Маршала По-крышкина»).

Подземные воды неагрессивны по отношению к бетонам любой марки по водонепроницаемости, слабоагрессивны к арматуре железобетонных конструкции при периодическом смачивании и неагрессивны - при постоянном погружении.

Расчетные значения при доверительной вероятности а = 095 приведены в таблице

По физико-механическим свойствам исследуемые грунты разделены на 14 инженерно-геологических слоев (элементов), описание которых приводится ниже:

Слой 1. Насыпной грунт: асфальтобетон, планомерно-возведенная дорожная подсыпка из щебня, песка и супеси, мощностью 04—08 м, ниже смесь местных глинистых грунтов со строительным мусором, шлаком, обломками кирпича. Мощность слоя 08—29 м.

Слой 1а. Насыпной грунт: супесь, суглинок с почвой с примесью щебня, битого кирпича, строительного мусо-

ра, бытовых отходов, обломков древесины, металлолома. Мощность слоя 08—88 м.

Слой 2. Супесь лессовидная без примеси органических веществ, с прослоями песка, малой степени водонасыщения, твердая, слабона-бухающая без нагрузки, непроса-дочная, незасоленная. Мощность слоя 15—75 м.

Слой 3. Суглинок лессовый, легкий, пылеватый, средней степени насыщения водой, полутвердый, слабо-набухающийй без нагрузки, непроса-дочный, незасоленный. Мощность слоя 15—55 м.

Слой 3а. Суглинок лессовый тяжелый, пылеватый, без примеси органических веществ, насыщенный водой, тугопластичный, незасоленный. Мощность 10—44 м.

Слой 4а. Супесь лессовая без примеси органических веществ, с прослоями песка, насыщенная водой, пластичная, незасоленная. Мощность 10—52 м.

Слой 5б. Суглинок лессовый тяжелый, пылеватый, без примеси органических веществ, насыщенный водой, мягкопластичный, незасоленный. Мощность 05—42 м.

Слой 6. Супесь лессовая без примеси органических веществ, с прослоями песка, насыщенная водой, пластичная, незасоленная. Мощность 04—15 м.

Слой 7а. Суглинок лессовый тяжелый, пылеватый, насыщенный водой, тугопластичный, незасоленный. Мощность 10—54 м.

Слой 10а. Дресвяный грунт с песчаным и супесчаным заполнителем до 50%, малой степени водонасыщения, плотный (кора выветривания гранитов). Мощность 02—18 м.

Слой 11а. Гранит средне и мелкозернистый, малопрочный (разборная скала), сильнотрещиноватый, сильно-выветрелый, текстура массивная, не-размягчаемый в воде. Мощность 03— 25 м.

Слой 11. Гранит средне и мелкозернистый, средней прочности и прочный, трещиноватый, слабовывет-релый, текстура массивная, неразмяг-чаемый в воде. Мощность 03—57 м.

Таким образом, проведенная оценка геологических, гидрогеологических и физико-механических условий трассы тоннелей позволяет произвести выбор технологии проведения и крепления тоннеля.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Отчет об исследовании грунтов треста «ЗапСибТИЗИС». — Новосибирск, 1982.

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -

Мучкин Сергей Васильевич - аспирант ИГД СО РАН, evg@misd.nsc.ru

_А