1.3.4 Порядок та вимоги до проведення вишукових робіт

Використання територій для будівництва магістральних трубопроводів із складними інженерно-геологічними умовами проводиться на основі результатів вишукових робіт, що дозволяють отримати необхідні матеріали для техніко-економічного обґрунтування проектних рішень, прогнозу розвитку поверхневих процесів, підняття рівня ґрунтових вод та інше. Вишукування зазвичай виконують спеціалізовані вишукувальні й проектно-вишукувальні організації згідно технічних завдань складеними відповідно до БНіП та інших нормативних документів діючих у галузі.

У районах вишукування визначають вид інженерно-геологічних процесів, інтенсивність та чинники їх розвитку, межі розповсюдження, прогноз зміни їх інтенсивності й меж розвитку цих процесів. На ділянках складених ґрунтами низької несучої здатності досліджують особливості та властивості таких ґрунтів, а також можливі ускладнення в процесі будівництва магістрального трубопроводу. При проведенні вишукових робіт визначають: фізико-механічні характеристики ґрунтів в будівельній смузі, особливості поведінки ґрунтів з низькою несучою здатністю та ослаблених зон, ґрунтів й порід, міцність та стійкість схилів які можуть знижуватися під впливом різних чинників (зволоження, вібрації та інше). При цьому визначають небезпечний рівень впливу, дії та роль окремих чинників, що впливають на стійкість, а також на інтенсивність поверхневих процесів.

Фізико-механічні характеристики ґрунтів визначають окремо для кожного стратиграфо-генетичного горизонту. Особливо ретельно визначаються властивості прошарків ґрунтів із низькою несучою здатністю з яких складені породи, наявність яких значно впливає на стійкість схилів та величини їх деформацій. При обробці даних про фізико-механічні властивості порід метод математичної статистики використовують тільки для окремих правильно розчленованих стратиграфо-генетичних горизонтів. Усереднювання показників за декількома інженерно-геологічними елементами не допускається. Для ретельного обстеження будови та складу товщі порід по глибині особливу увагу приділяють режиму буріння, який повинен забезпечити максимальний вихід керна, щоб не пропустити ослаблених зон та поверхонь.

В процесі вишукування встановлюють структурно-тектонічні особливості будівельної смуги, порядок та орієнтування структур, наявність розривів, активних розломів, тріщин, зон дроблення та інше. За геологічними ознаками або за наявними даними визначають знаки сучасних вертикальних тектонічних рухів, приуроченість ділянки території до структур опускання або підняття, наявність перегинів, зон зрушення та інше. Визначають також ступінь вивітрювання порід, потужність кори вивітрювання, особливості зон вивітрювання поблизу розривів, розподіл цих зон в плані.

В процесі гідрологічних вишукувань виявляють водоносні горизонти, їх потужність, зони живлення, зв'язки між ними, визначають коефіцієнти фільтрації водовміщаючих порід, коефіцієнти інфільтрації та перетікання вод між горизонтами, зміну режиму водоносних горизонтів, місцеположення водотривких порід, а також склад підземних вод.

На основі результатів вишукових робіт визначають основні види поверхневих процесів, складають прогноз їх змін залежно від антропогенних втручань та інших чинників. Правильне визначення видів, інтенсивності геодинамічних процесів та їх впливи має першорядне значення, оскільки від цього залежать вартість будівництва магістрального трубопроводу, вибір схем й заходів, направлених на збільшення стійкості відкосів і тим самим надійної експлуатації магістральних трубопроводів.

Вишукові роботи проводять згідно програми, в якій вказані склад і види робіт, їх об'єми для обґрунтування різних етапів проектування, види звітних матеріалів. При складанні програми робіт виходять із складності інженерно-геологічних умов ділянки, ступеня вивченої території, вигляду й значущості даного трубопроводу, вигляду й інтенсивності поверхневих процесів, а також етапу проектування. В процесі виконання вишукових робіт програма переглядається та уточнюється.

Якщо на ділянці вишукування розвиваються сучасні поверхневі геологічні процеси, основний об'єм робіт виконується на першому етапі. Отримані матеріали служать основою для складання даних про інтенсивність й характер процесів, що досліджуються, розробки заходів щодо захисту ділянки, а також для прогнозування розвитку процесів після проведення робіт із будівництва та експлуатації магістрального трубопроводу. На подальших етапах проектування інженерно-геологічна обстановка уточнюється в процесі виконання робіт із будівництва окремих ділянок магістрального трубопроводу.

Для зменшення вартості вишукових робіт, отримання кондиційних матеріалів, особливо при розвитку на території вишукувнь поверхневих процесів, широко використовують дешифрування аерофотоматеріалів, аеровізуальні спостереження та геофізичні методи досліджень.

Електро- і сейсморозвідки використовують для визначення рельєфу, глибини залягання корінних порід та місць розривів, для виділення ослаблених зон, вивчення гідрологічних умов ділянки, динаміки зміни вологості по глибині в товщі породи та уточнення сейсмічної інтенсивності ділянки при сейсмічному мікрорайонуванні.

Методи природного поля, резистиви- і термометрії використовують для виявлення місцеположення постійних й тимчасових фільтраційних потоків, зон інфільтраційного живлення або перетікання вод із нижче лежачих горизонтів.

Електропрофілізація, сейсмоакустичні методи, зйомку еманації використовують для визначення місць контактів окремих шарів і товщ, розривних тектонічних порушень та активних розломів в товщі корінних ґрунтів. Для отримання повнішої інформації про будову товщі, що вивчається, рекомендується використовувати комплекс геофізичних методів.

При проведенні інженерно-геологічних вишукувань на обвальних ділянках особливу увагу приділяють виявленню ослаблених зон, поверхонь ковзання, умов формування нових зон зсуву, а також основних чинників, що впливають на стійкість схилу або відкосу. Об'єми та види інженерно-геологічних робіт визначаються в залежності не тільки від інженерно-геологічної й геоморфологічної характеристики обвальних процесів, але і від виду запроектованих протизсувних споруд.

Для обґрунтування проекту допоміжних дренажів матеріали вишукувань повинні містити дані про положення водоупору, величини коефіцієнта фільтрації водовміщаючих ґрунтів, дані про напір підземного потоку води на ділянці встановлення дренажу та межі його живлення, а також амплітуди коливання тисків в часі.

Для обґрунтування проекту основних дренажних протизсувних інженерних споруд необхідні також дані про будову водопропропускної товщі ґрунтів в межах обвального схилу, величини напору або розходу на межах фільтраційного потоку підземних вод, в якому передбачається встановити дренаж, величину інфільтраційного живлення або перетікання вод із інших горизонтів. Вказані матеріали використовуються для визначення ступеня пониження рівня підземних вод або п'єзометричного тиску під впливом дренажу. Ці дані використовують для оцінки величини збільшення коефіцієнта стійкості схилу під впливом основних дренажних споруд.

Необхідна повнота інженерно-геологічних матеріалів для правильного вибору варіанту утримуючих споруд забезпечується на етапі технічного проекту. На основі спостережень за зсувами глибинних реперів або інших методів визначають положення поверхні зсуву, епюру обвальних деформацій, швидкість зсувів і потужність окремих горизонтів обвальних блоків, а також зміну швидкостей зсуву в часі. Міцнісні й деформаційні характеристики обвальних накопичень та підстилаючих ґрунтів визначають на основі спеціальних досліджень, проведених в шурфах або свердловинах.

При проектуванні утримуючих протизсувних інженерних споруд розвідувальні вироблення розміщують вздовж довжині цих споруд з таким розрахунком, щоб можна було отримати детальні відомості про геологічну будову порід вздовж створу магістрального трубопроводу не менше ніж в трьох-чотирьох точках за однорідних інженерно-геологічних умов (у складних умовах кількість вироблень збільшується). Глибина вироблень повинна бути не менше двох потужностей обвальних накопичень при зафіксованій поверхні зсуву. Якщо немає даних про місцеположення поверхні зсуву або зони деформації, матеріали інженерно-геологічних вишукувань вважаються некондиційними, оскільки згідно них не представляється можливим правильно вибрати методи закріплення схилу.

Якщо влаштована утримуюча протизсувна інженерна споруда знаходиться вище поверхні зсуву, у якому розташований водоносний горизонт (або може формуватися тимчасовий горизонт у водорясні періоди року) і при будівництві та експлуатації магістрального трубопроводу рівні ґрунтових вод підвищуються більш ніж на 10% початковій потужності перед даною протизсувною спорудою встановлюють дренаж.

Площа ведення вишуконих робіт у верхній частині повинна захоплювати стійке плато, а в нижній частині схилу виходити за межі розвитку зсувів. Якщо підніжжя схилу омивається озером або річкою, вишукові роботи проводять на підводному продовженні схилу та за межами першого пониження уступу дна.

Розвідувальні виробки розміщують за повздовжніми та поперечними профілями, розташовуючи останні із них на стійких ділянках. Глибина свердловин повинна забезпечувати проходження зони ковзання або горизонту, що деформується при умові входження в корінні незміщуючі ґрунти на глибину від 3 до 15 м. Більшу глибину назначають у разі використання утримуючих протизсувних споруд. Щоб помилково за корінні блоки не були прийняті блоки зміщених корінних порід, на розвідувальній ділянці бурять опорні свердловини глибиною в межах від 50 до 100 м. Відстань між свердловинами на повздовжньому профілі слід підбирати таким чином, щоб можна було достатньо точно визначити форму та місце положення поверхні ковзання або зони горизонту, що деформується, при цьому необхідно розчленувати обвальні маси на структурно-петрологічні й інженерно-геологічні елементи. Особливу увагу необхідно приділити дослідженню порід із низькою несучою здатністю та поверхням ковзання, а також наявності в розрізі прошарків глин мягко- і текучопластичной консистенції, визначаючи їх вік й місцезнаходження.

При вивченні ділянок території, де розвинені карстові процеси, проводять: геофізичні дослідження; інженерно-геологічне буріння із детальним дослідженням будови товщі та гідрологічнимими дослідженнями, що дозволяють встановити кількість водоносних горизонтів, швидкість руху потоку фільтрації, зв'язки між горизонтами, наявність агресивних елементів у воді відносно до карстових порід, ступінь зміни закарстованності ділянки в плані; мінералогічний й хімічний аналізи карстових порід; вивчення фізико-механічних характеристик ґрунтів розрізу, у тому числі й карстових порід; розробку карт за розподілом та прояви карстових процесів у районі, що досліджується, уточнення історії його розвитку та прогнозу подальшого його розповсюдження при зміні гідродинамічної обстановки.

При наявності пливунних ґрунтів на вишуковій ділянці визначають їх мінералогічний склад, вміст органічних домішок, що свідчить про біологічну дію мікроорганізмів на дрібнозернисті ґрунти. Наявність органічних домішок, дрібнозернистий склад, малий коефіцієнт фільтрації – показники наявності “дійсних” пливунів, які переходять в розріджений стан при незначних змінах величин градієнтів фільтрації, що можуть викликати розвиток обвалів та інші небажані процеси.

При наявності лесових просадкових ґрунтів визначають величину відносної просадки, її зміну вздовж глибини залягання та довжину лесової товщі. Визначення основних показників вказаних ґрунтів проводять відповідно до діючих документів з проектування магістральних трубопроводів. Визначають також наявність водоносних горизонтів в лесовій товщі, прогнозують динаміку зміни вологості лесових ґрунтів та зв'язок цього процесу із антропогенними впливами. На річках, водоймищах та водосховищах, що примикають до таких ділянок також проводять гідрогеологічні дослідження.