Разработка методики прогноза инженерно-геологических условий проведения горизонтальных горных выработок подземных сооружений в г. Москве

Гальперин, Олег Анатольевич

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики прогноза инженерно-геологических условий проведения горизонтальных горных выработок подземных сооружений в г. Москве"

На правахрукописи

ГАЛЬПЕРИН Олег Анатольевич

УДК 622.261.2(043.3)

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОГНОЗА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРОВЕДЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ В Г. МОСКВЕ

Специальность25.00.16 «Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Московском государственном горном университете.

Научный руководитель профессор, доктор технических наук БАКЛАШОВ Игорь Владимирович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ШПАКОВ Петр Сергеевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник КИЯНЕЦ Александр Васильевич.

Ведущая организация - Трест горно-проходческих работ ГПР-3 (г. Москва)

ч ч

Защита диссертации состоится « 29 » июня 2004 г. в ' * час. на заседании диссертационного совета Д.212.128.04 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский пр., 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан « 28 » мая 2004г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор БУБИС Юрий Вольфович

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Город Москва, один из крупнейших мегаполисов мира, интенсивно развивается в последние годы, что обусловлено его расположением, плотностью застройки, численностью коренного населения и приезжих, количеством автотранспорта, инженерной инфраструктурой и высокой техногенной нагрузкой. Подобная ситуация порождает необходимость освоения подземного пространства города. Предусматривается дальнейшее строительство метрополитена, коллекторов подземных коммуникаций, подземных пешеходных переходов, сооружение магистральных трубопроводов водо- газо- и теплоснабжения; строительство коммуникационных тоннелей, заглубленных гаражей, автотранспортных тоннелей и развязок под площадями города и т.д.

Строение геологического разреза территории города, обводненность горных пород, некоторые недостатки нормативной документации по инженерно-геологическому изучению условий их производства и, в отдельных случаях, нарушение строительных технологий работ, а также недостаточный контроль со стороны геологической службы предопределили возникновение ряда аварий, связанных с природными и техногенными перемещениями подземных вод и плывунов. Изложенное свидетельствует об актуальности темы диссертации и соответственно необходимости разработки методов прогноза и контроля состояния горизонтальных горных выработок, сооружаемых в сложных инженерно-геологических условиях города Москвы.

Целью работы является разработка методов прогноза и контроля состояния геологической среды, обеспечивающих безаварийные возведение и эксплуатацию разнообразных горизонтальных подземных выработок в городских условиях.

Идея работы заключается в установлении связей между инженерно-геологическими характеристиками массива горных пород, технологическими характеристиками подземных сооружений и способами их возведения для обоснования методов прогноза и контроля состояния геологической среды.

Основные научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

1. Определение пространственной ориентации горизонтальных горных выработок подземных сооружений следует производить с учетом выполненной типизации геологического разреза по литолого

согласно которой в пределах разреза выделено 12 природных и 5 природно-техногенных типов массивов горных пород и от 2 до 4 подтипов в каждом из них.

2. Прогноз инженерно-геологических условий проведения горизонтальных горных выработок подземных сооружений должен базироваться на совокупном учете природных и технологических факторов, включающих уклоны кровли (почвы) и градиенты уровней (напоров) подземных вод в окрестности выработки, методы и способы проведения выработок, габариты подземного сооружения и уклоны их заложения.

3. Изменчивость условий залегания глинистых отложений в пределах площади города целесообразно оценивать с использованием составленной план-схемы территории г.Москвы

4. При выборе трасс горизонтальных подземных сооружений рекомендуется использовать разработанную методику прогноза инженерно-геологических условий, позволяющую: составлять количественную оценку степени разведанности трасс; обоснованно отстраивать поперечные профили; устанавливать возможность использования полученных ранее данных по инженерно-геологическим скважинам; определять направление и глубину бурения опережающих шпуров при проведении выработок под защитой предохранительных целиков.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются: использованием представлений инженерной геологии массивов горных пород при разработке типизации массивов, вмещающих горизонтальные горные выработки подземных сооружений; представительным объемом геологической документации по действующим и проектируемым подземным объектам при установлении зависимостей между уклонами водоупорных пластов и обводненностью горных пород, позволяющих выбирать оптимальные технологические схемы проведения горных выработок; результатами апробации полученных аналитических соотношений, показавшими высокую надежность, что позволило ввести количественную оценку достоверности и доли риска пользования зависимостями.

Научное значение работы:

разработана методика выбора оптимального варианта пространственной ориентации горных выработок и адекватного геологическим условиям способа производства горно-проходческих работ;

прогноз инженерно-геологических условий строительства и эксплуатации подземных сооружений выполняется с использованием предложенных зависимостей для количественной оценки геоморфологических характеристик слоев глинистых пород - водоупоров;

разработана методика прогноза инженерно-геологических условий строительства и эксплуатации подземных сооружений, установлены на основе анализа данных многолетних исследований инженерно-геологические характеристики горных пород при минимальном объеме новых инженерно-геологических изысканий.

Практическое значение работы заключается в возможности выполнять проектирование подземных сооружений с использованием уточненных инженерно-геологических характеристик горных пород, типа массива и используемой технологии производства горно-строительных работ.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанная методика прогноза инженерно-геологических условий подземного сооружения используется Мосинжпроектом при проектировании трассы коллектора между Черкизовской и Перовской насосными станциями в г.Москве и при проведении горизонтальных выработок по бестраншейным технологиям (горизонтальное направленное бурение, микротоннелирование) фирмой «КапСтройТраст».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на симпозиуме «Неделя горняка» в МГГУ В 1997 и 2001 гг., на научно-практической конференции «Потенциал Московских вузов и его использование в интересах города» в Государственном Университете по землеустройству, Москва, 1999 г., на семинарах кафедр ФГП и геологии МГГУ (2001-2003 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы. Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 63 наименований, содержит 27 рисунков, 40 таблиц.

Автор глубоко признателен проф. Г.Н.Харитоненко и проф. В.С.Зайцеву за ценные советы и внимание к работе.

Основное содержание работы

Решению обширного комплекса задач по эффективному освоению геологической среды города посвящены работы Баклашова И.В., Голодковской

ГА, Зайцева А.С., Зеегофера Ю.О., Иофиса МА, Картозия Б.А, Котлова Ф.В., Кутепова В.М., Курносова В.И., Киянец А.В., Лехта В.В., Лернера В.Г, Насонова ИД. Осипова В.И., Пашкина Е.М., Соколова B.C., Стрельского Ф.П., Тимофеева Л.К., Харитоненко Г.Н., Шуплика М.Н., Шилина А.А., Шпакова П.С. и др. Рассматривались задачи по оценке риска при инженерно-геологических изысканиях и ведении горно-строительных работ, изучению инженерно-геологических особенностей геологического разреза и возникающих в ходе освоения инженерно-геологических процессов. К настоящему времени выполнены инженерно-геологическое районирование и типизация геологической среды территории города применительно к условиям строительства линий метрополитена мелкого и глубокого заложения.

Анализ нормативной документации, регламентирующей методические положения оценки инженерно-геологических условий проведения горизонтальных горных выработок различного назначения, показал следующее:

- отсутствует количественная оценка природных условий освоения недр при определении объемов геологоразведочных работ, что исключает установление степени достоверности прогноза и определения процента риска при существующем объеме изыскательских работ;

- объем геологоразведочных работ недостаточно увязан со специальными методами горно-проходческих работ, а также с конструктивными особенностями подземных сооружений;

- в условиях плотной городской застройки объемы работ при инженерно-геологических изысканиях оказываются в ряде случаев вынужденно заниженными.

Перечисленные недостатки нормативной документации указывают на целесообразность разработки методики прогнозирования инженерно-геологических условий возведения подземных сооружений, основанной на учете изменений геологического строения, устанавливаемых с использованием современных инженерных методов (например, геофизических и опережающего бурения) для получения надежной информации о состоянии массива горных пород на всех стадиях существования подземного объекта.

На основе фондовых и литературных источников нами составлены подробные характеристики геологического строения, инженерно-геологических и гидрогеологических особенностей рассматриваемого массива горных пород.

Геологические условия строения массива горных пород характеризуются участием отложений кайнозойской, мезозойской и палеозойской групп; повсеместно распространены отложения палеозоя и современные четвертичные, распространение остальных - невыдержанное, что обусловлено перерывами в осадконакоплении и разновозрастными эрозионными образованиями. Характерной чертой геологического разреза является наличие значительного числа стратиграфических подразделений при относительно узком диапазоне литологической представительности в каждой группе и системе. Мощность отдельных однородных пластов рыхлых и твердых пород составляет доли метра и первые метры, редко достигая 25 м. Борта эрозионных образований вскрывают водоносные горизонты, определяя восходящую либо нисходящую фильтрацию подземных вод, что явилось основанием выделения двух типов геологического строения в плане: планово-неоднородного, приуроченного к участкам отсутствия юрских глин, фунтовый водоносный горизонт залегает на известняках или глинах каменноугольного возраста; планово-однородного, распространенного на участках залегания юрских глин, отделяющих верхний водоносный комплекс от нижнего -каменноугольного.

Гидрогеологические условия территории определяют мезо-кайнозойский и каменноугольный водоносные комплексы. Мезо-кайнозойский водоносный комплекс включает верховодку, грунтовые и межпластовые воды.

При горно-строительных работах осложнения обычно вызывают захороненные безнапорные аллювиальные водоносные горизонты. Глубина залегания зеркала воды - до 10 м, водопроницаемость водоносных пород от 3 до 15 м/сут.; мощность горизонтов до 25 м. Динамические ресурсы часто значительны, что предопределяет выбор пассивных методов борьбы с ними, например, стена в грунте, кессон, химическое закрепление и др. Внутриморенные воды содержатся в пропластках песчаных пород, заключенных в толщах глин и суглинков морены; воды обычно напорные. Присутствие этих вод часто служит основанием применения специальных способов горно-строительных работ. Межморенные воды заключены в межледниковых, песчаных и озерно-болотных отложениях; мощность водоносных горизонтов до 10 м, напорность до 5 м. Наличие этих вод обусловливает широкое использование специальных способов проведения горных выработок. Воды меловых отложений гидравлически связаны с водами верхнеюрских песчаных отложений; мощность комплекса до 60 м; воды комплекса разгружаются по правобережью р. Москвы и являются причиной

в

возникновения оползней. Юрский водоносный горизонт мощностью до 10 м приурочен к отложениям песчаных разностей; обводненная толща проявляет плывунные свойства. В верхнем каменноугольном водоносном комплексе выделяют водоносные горизонты измайловской, перхуровской, ратмировской и суворовской толщ. В центре города эти горизонты, как показали горные работы, чаще безнапорные и слабонапорные, к периферии - напорные. Водоносный комплекс среднего карбона включает мячковско-подольский и каширский водоносные горизонты: первый имеет мощность от 65 до 80 м, величина напорности около 20 м, водопритоки в горные выработки составляли от 35 до 130 м3/ч и более. Каширский водоносный горизонт имеет мощность до 45 м, напорность до 60 м. Воды нижнекаменноугольных отложений образуют ряд водоносных горизонтов - серпуховской, окский, яснополянский, упинский и малевский.

Характеристика гидрогеологических условий региона дает основание рассматривать их как сложные с позиции освоения подземного пространства. Водонасыщенность массива высокая, водоносные горизонты часто образуют водоносные комплексы, гидравлическая взаимосвязь между горизонтами различная. Наблюдается повсеместное нарушение уровневого режима, минерализации и температуры подземных вод.

Инженерно-геологические условия территории города определяются наличием в интервале осваиваемых глубин инженерно-геологических этажей (ярусов) несцементированных осадочных, твердых и полутвердых пород: в верхнем выделяется ярус (до уровня грунтовых вод), требующий при производстве горно-строительных работ, параллельно с выемкой фунта, осуществлять крепление обнажений; следующий ярус, располагающийся в рыхлой обводненной толще, требует предварительного крепления стенок горной выработки. В инженерно-геологическом этаже твердых и полутвердых пород допускается отставание крепи от забоя до 2 м.

В пределах территории города отмечены прорывы воды и плывунов в горные выработки, карстообразование и суффозия, разуплотнение глинистых пород и их набухание, депрессионное обжатие пород при водопонижении и водоотливе, вывалы и обрушения в забоях и сдвижение поверхности земли, вибродеградация.

Выполненный анализ показал, что специфика инженерно-геологических условий связана также с распространением в геологическом разрезе техногенных

б

отложений, раздельнозернистых, глинистых и карбонатно-глинистых пород, находящихся в сложных, но четко выраженных взаимоотношениях, при этом физико-механические характеристики пород массива значительно изменяются.

При разработке инженерно-геологической типизации массивов горных пород использовались инженерно-геологические разрезы, составленные по фондовым материалам с целью выбора мест заложения канализационных коллекторов глубокого залегания.

На основе этих данных составлена сводная инженерно-геологическая колонка для всей территории города (рис.1), позволяющая с учетом вероятного расположения горизонтальных горных выработок по глубине выделить 12 основных типов массивов горных пород, вмещающих эти выработки, контактирующих с ними и определяющих условия производства работ и эксплуатации сооружений. В зависимости от степени водонасыщения пород в каждом типе может быть выделено до 4 подтипов. В этих условиях могут применяться обычные или специальные методы производства работ, которые по данным экспертного опроса специалистов ранжируются в баллах.

При проведении горизонтальных и наклонных выработок в геологическом разрезе территории города, вследствие различных углов залегания пластов горных пород, их мощности и углов заложения выработок, литологический состав может изменяться, что влияет на обводненность массивов и требует во избежание аварийных ситуаций применения соответствующих технологий.

Использование технологий, исключающих обводненность пород в забое, связано с положением кровли и почвы глинистых пород, вмещающих горные выработки, наличием водоносных горизонтов и величиной напора воды. Следовательно, для инженерно-геологического прогноза необходимо знание уклонов пластов глинистых пород - их кровли и почвы, а также положения зеркала подземных вод. Варианты возможного подтопления выработок подземными водами изображены на рис. 2.

Составленные схемы позволяют прогнозировать расстояние от скважины с заведомо известными характеристиками геологического разреза и горной выработки, при которых сохраняются условия, исключающие вероятность проявления аварийных ситуаций, до следующей скважины. Если при вскрытии массива следующей скважиной инженерно-геологическая обстановка изменяется, то может потребоваться корректировка технологии производства горнопроходческих работ.

Рис. 1. Схематическая инженерно-геологическая колонка для территории г. Москвы и возможные варианты (1, 2, 3,...) положения горизонтальной и слабонаклонной горной выработки в массиве горных пород (вертикальные

сечения):

АВ - четвертичный, ВС - мезозойский, CD - каменноугольный комплексы горных пород

Рис.2. Варианты возможного подтопления выработок подземными водами:

1 - подтопление вызвано погружением горной выработки в водоносный горизонт;

2 и 3- подтопление связано с подработкой предохранительных целиков со стороны кровли и почвы глинистой толщи, в которой проводилась выработка;

4 - подтопление обусловлено уменьшением рабочей зоны дренажной установки, не обеспечивающей требуемый дебит из-за подъема кровли подстилающего водоупора;

5 - в случае применения способа «стена» в фунте, замораживания или химического закрепления породы обводненность вызвана нарушением герметичности со стороны почвы при выклинивании глинистой толщи, располагающейся в подошве сооружения;

6 - при использовании сжатого воздуха (кессон) обводненность может наступать при выклинивании водоупора, располагающегося в кровле выработки и обеспечивающего избыточное давление воздуха в рабочей зоне.

а - горная выработка; б - слабопроницаемые породы; в - обводненность; г - уровень водоносного горизонта; д - ординаты лотка, почвы водоупора; е - фильтры водопонижающих скважин

При проведении выработки над зеркалом подземных вод вероятность подтопления выработки возможна в случае (см. рис. 2): _ С,

+

(1)

где XI - расстояние от 1-й инженерно-геологической скважины до места заложения 2-й скважины, м;

- расстояние от лотка выработки до зеркала подземных вод - в месте заложения 1-й скважины, м;

/, и ¡„ - соответственно уклоны залегания зеркала подземных вод и заложения лотка выработки, доли ед.

Поэтому 2-я скважина должна располагаться на расстоянии х <. Х|. При проведении выработки под защитой предохранительных целиков для исключения вероятности прорыва воды со стороны кровли 2-я скважина должна располагаться на расстоянии, меньшем определяемого по формуле

*> <

и соответственно со стороны почвы по формуле:

1.+1.

(2)

(3)

где - уклон залегания кровли водоупора, доли ед.; Сг и Сз - расстояния соответственно от лотка выработки до кровли и почвы слабопроницаемой толщи в месте заложения 1-й инженерно-геологической скважины, м; - мощность целика со стороны кровли, м; - то же со стороны почвы, м; - диаметр (высота) выработки, м; - уклоны заложения лотка и свода тоннеля

(коллектора), доли ед.; »„ - уклон залегания почвы пласта, доли ед.

При проведении выработки под защитой водопонижения расстояния между инженерно-геологическими скважинами должны быть не более величины, определяемой по формуле (см. рис. 2)

х.й-

(4)

где - расстояние от лотка выработки в месте заложения 1-й инженерно-геологической скважины до кровли подстилающего водоупора, м; 1ф - длина фильтра с отстойником, 1,5 - 2,0 м;

- коэффициент, учитывающий степень кривизны депрессии, равный для мелкозернистых песков 1,2, крупных песков-1,1.

При проведении выработок методами «стена» в фунте, замораживанием пород, использованием цементации или сжатого воздуха (кессона) расстояние между скважинами, при котором не нарушается технология производства работ, определяется по формуле

т

(5)

(6)

где т - мощность водонепроницаемой толщи, расположенной при кессонной проходке над выработкой, а в остальных указанных случаях - снизу, м.

Из формул (1) - (6) следует, что для получения инженерно-геологической информации необходимо: в 1 случае - вскрывать разведочными скважинами водоносный горизонт; в остальных случаях перебуривать водонепроницаемые толщи пород, в которых (либо под защитой которых) проходится горная выработка.

Для определения значений уклонов по предлагаемой методике использовались инженерно-геологические профили коллекторов и тоннелей, пройденных ранее на территории, г.Москвы. Инженерно-геологическими профилями охвачена большая часть территории города, поделенная на 42 квадрата: по вертикали на 6 участков (с 1-го по 6-й) и на 7-й по горизонтали (с «А» по «Ж»). Для каждого участка при расчетах использовался один наиболее представительный профиль - по глубине заложения, протяженности выработки и характеру слагающих разрез пород; общая протяженность профилей 51263 м; глубина заложения выработок изменялась от 7 до 45 м. Определялись - средние и максимальные значения уклонов, приведенные в табл. 1.

Анализ числовых значений определенных уклонов свидетельствует, что достоверность прогноза до 97% может быть получена при значениях уклонов элементов, ограничивающих глинистую толщу от 0,15 до 0,2 дол.ед., для зеркала подземных вод - 0,1 дол.ед. Элемент риска снижается до нуля при уклонах залегания кровли и почвы глинистых пород, равных 0,4 дол.ед.

Выполненные исследования позволяют рекомендовать методику прогноза условий производства горно-проходческих работ, включающую сведения о строении, составе и свойствах пород, получаемые по 1-й инженерно-геологической скважине, располагающейся по трассе горной выработки или вблизи нее. Правомочность использования данных по скважине,

Таблица 1

Значения уклонов залегания кровли (К), почвы (П) слабопроницаемых пластов пород и зеркала подземных вод (ЗВ) 1-го безнапорного водоносного горизонта для территории г. Москвы

Координата 1 2 3 4 5 6 Координата

А К 0.038 0.040 0,0120 0,0249 0,019 0,020 К А

0,132 0,340 0,028 0,094 0,041 0,060

п 0.056 0.040 0.011 0.021 0,016 0.017 П

0,142 0,400 0,035 0,040 0,044 0,080

ЗВ 0,005 0,005 0.002 0.003 0,004 0,006 ЗВ

0,060 0,060 0,011 0,073 0,028 0,025

Б к 0,005 0,005 0.0169 0.016 0.019 0,021 К Б

0,038 0,060 0,094 0,025 0,056 0,079

п 0.006 0.005 0,012 0,012 0,018 0,017 П

0,052 0,050 0,044 0,070 0,093 0,082

ЗВ 0.012 0,005 0.009 0.001 0.009 0,006 ЗВ

0,025 0,060 0,031 0,190 0,031 0,016

В к 0.007 0.005 0.013 0.032 0.024 0,018 К В

0,089 0,039 0,062 0,089 0,144 0,041

п 0,038 0,038 0.038 0.038 0,038 0,038 п

0,132 0,132 0,132 0,132 0,132 0,132

ЗВ 0.038 0,038 0.038 0.038 0,038 0.038 ЗВ

0,132 0,132 0,132 0,132 0,132 0,255

Г к 0.065 0,023 0.018 0.0131 0,002 0.007 к Г

0,081 0,078 0,040 0,036 0,060 0,028

п 0.042 0,027 0.006 0.016 0.010 0.007 п

0,060 0,122 0,019 0,045 0,040 0,024

ЗВ 0.006 0.006 0.005 0.001 0.001 0.002 ЗВ

0,070 0,070 0,084 0,020 0,020 0,070

д к 0.050 0,014 0,018 0.006 0.011 0,029 к д

0,092 0,043 0,069 0,016 0,023 0,067

п 0,043 0,003 0,013 0,016 0,007 0.040 п

0,080 0,067 0,071 0,023 0,012 0,041

ЗВ 0,010 0,001 0,001 0,006 0,001 0.016 ЗВ

0,090 0,084 0,100 0,044 0,180 0,070

Е к 0.022 0,032 0,015 0.036 0,019 0,024 к Е

0,053 0,059 0,030 0,230 0,071 0,091

п 0.030 0,015 0,011 0,027 0,014 0.030 п

0,056 0,028 0,028 0,167 0,054 0,050

ЗВ 0.003 0,001 0,001 0.001 0,001 0.004 ЗВ

0,028 0,084 0,060 0,046 0,180 0,139

Ж к 0,030 0,022 к Ж

0,076 0,068

п 0.023 0,026 п

0,045 0,118

ЗВ 0,001 0.001 ЗВ

0,014 0,014

В числителе минимальное, в знаменателе максимальное значение

располагающейся в стороне от трассы выработки, определяется после выполнения всех рекомендуемых в методике операций; если правомочность такого подхода не будет установлена, бурение 2-й инженерно-геологической скважины обязательно. Необходимы также сведения о подземном сооружении -месте его строительства, отметке заложения лотка, диаметре (или высоте), уклоне заложения, протяженности. С учетом данных о типе и подтипе горного массива, вмещающего горную выработку, а также имеющихся возможностей по ее проведению, выбирается конфетный способ производства работ. Допустимое расстояние, на котором сохраняются начальные инженерно-геологические условия, принимается по формулам (1) - (6).

При проведении выработок в отложениях, где возможно проявление захороненных долин четвертичного или юрского возраста, расстояние между инженерно-геологическими скважинами определяется по формуле:

где - разность абсолютных отметок залегания кровли глинистых или карбонатных пород и свода горной выработки, м;

- соответственно уклоны залегания глинистых отложений и принятого уклона горной выработки, дол.ед.

В случаях, когда значения XI оказывается меньше расстояния от 1-й скважины до забоя выработки, необходима дополнительная информация, получаемая при бурении новой скважины либо из имеющейся фондовой с последующими аналогичными расчетами.

В качестве примера реализации разрабатываемой методики оценки инженерно-геологических условий строительства подземных сооружений рассмотрен вариант строительства коллектора глубокого заложения (КТГЗ) в г.Москве на участке Черкизово-Перово.

Протяженность коллектора изменяется от 10 до 12 км в зависимости от его расположения в плане. В процессе инженерно-геологической разведки для оценки условий строительства были использованы данные по 14 пробуренным скважинам. В соответствии с Инструкцией Метрогипротранса количество скважин на 1 км трассы тоннелей на стадии разработки ТЭО рекомендуется принимать в зависимости от инженерно-геологических условий: при простых условиях -3 скважины, при средней сложности - 5 скважин, при сложных условиях -7 скважин, т.е. суммарное количество скважин должно было быть существенно

большим: порядка 50. Это позволяет ставить вопрос о решении задачи оценки степени разведанности как отдельных участков, так и всей трассы. Количественная оценка степени разведанности участка может быть выражена соотношением:

где Р- разведанность трассы, дол.ед. или %;

Хф - фактическое расстояние между пробуренными инженерно-геологическими скважинами, м (табл 2);

- расчетное расстояние между инженерно-геологическими скважинами, принимаемое при заданной вероятности риска.

Таблица 2

Расчетные расстояния между инженерно-геологическими скважинами при

различной степени риска

№ Номера Фактическое Расчетные расстояния мехаду

п/п соседних расстояние скважинами (м) и процент риска

скважин между скважинами

50% 37% 20% 12,5% до 1%

1 65-9 960 1030 858 644 515 322

2 9-14 700 1518 1265 949 759 475

3 14-8 960 1120 933 700 560 350

4 8-285 255 900 750 563 450 281

5 285-9-212 460 560 467 350 280 175

6 9-212-70-7 240 1350 1125 844 675 421

7 7-6 1210 1530 1275 956 765 421

8 6-188791 1280 1590 1325 994 795 497

9 188791-207 800 1560 1300 875 780 487

10 207-70а-4 220 1820 1516 1138 910 568

11 4-3 1420 1840 1533 1150 920 575

12 3-1 а 1250 1170 975 739 585 365

13 1а-1 240 960 800 600 480 300

14 1 - 950 792 594 475 297

Расчетные (требуемые) расстояния между инженерно-геологическими скважинами, пробуренными по трассе КТГЗ в зависимости от принимаемого процента риска из-за возможной недоразведанности, следует принимать согласно данным табл. 2. Процент риска принят 50, 37,20, 12,5 и 1%. Данные табл. 3 позволяют оценить степень разведанности отдельных участков между пробуренными скважинами и потребное количество дополнительных инженерно-геологических скважин для обеспечения разведанности с заданной вероятностью риска принято от 20 до 1 %.

Таблица 3

Требуемое количество дополнительных скважин при задаваемом % риска

№ Номера Степень разведанности Требуется

п/п скважин по трассы при риске в дополнительно

трассе дол ед„ % добурить скважин при

степени риска до

значений, %

50 20 до 1 ДО 1 12,5 20

1 65-9 0,9 1,5 3,0 2,0 0,86 0,5

2 9-14 0,46 0,74 1,47 0,53 - -

3 14-8 0,85 1,37 2,74 1,74 0,71 0,37

4 8-285 0,28 0,45 1,1 0,1 - -

5 285-9-212 0,82 1,31 2,62 1.62 0,64 0,31

6 9-212-70-7 0,18 0,28 0,57 - - -

7 7-6 0,79 1,26 2,87 1,87 0,58 1,87

8 6-188791 0,80 1,29 2,58 1,58 0,6 0,24

9 188791-20770 0,51 0,82 1,64 0,64 0,03 -

10 20770а-4 0,12 0,2 0,39 - - -

11 4-3 0,77 1,23 3,46 2,46 0,54 0,23

12 3-1 а 1,06 1,71 3,42 2,42 1,14 0,71

13 1а-1 0,25 0,14 0,8 - - -

ВСЕГО надо

добурить скважин по - - - 13,0 4,0 4,0

всей трассе при

заданном проценте

риска

Расчеты по оценке условий проведения коллектора диаметром 5 м показали, что принятые отметки его заложения по лотку (+84,2 м и 86,1 м) характеризуются примерно одинаковыми условиями. Как по своду, так и по лотку выдерживается соотношение глинистых и карбонатных пород, равное примерно 50%. В то же время, с подъемом коллектора на величину диаметра возрастает доля глинистых пород карбона в кровле (до 84%) и снижается в почве. Доля присутствия известняков в почве возрастает.

Для обеспечения благоприятных условий проведения коллектора, целесообразно понизить отметки его заложения на 4-5 м от первоначально намеченных: это снизит обводненность со стороны свода и предопределит наличие более жесткого основания со стороны почвы.

Более благоприятные условия проведения коллектора будут иметь место при отсутствии обводненности, при обводненности по всей площади забоя или его части, при обводненности со стороны лотка и наличии пачки глин каменноугольного возраста в его кровле; неблагоприятные условия возникнут при

обводненности со стороны кровли глинистой почвы, при обводненности песчаных переслаивающихся пород.

Плотная застройка поверхности земли на территории города не всегда позволяет обеспечить требуемую разведанность трасс строящихся подземных сооружений с использованием разведочных скважин, пробуриваемых сверху. Минимальная глубина опережающего шпура, вскрывающего захороненную долину, с учетом сохранения мощности предохранительного целика над сводом выработки, определяется:

где - мощность предохранительного целика, рассчитываемая по результатам инженерно-геологических работ, м;

а - угол наклона борта эрозионного образования в коренных породах массива, определяемый уклоном залегания кровли слабопроницаемых пород.

На рис. 3 представлена расчетная схема для определения глубины бурения опережающих скважин при доразведке трассы.

Вероятность встречи эрозионных образований с углом наклона их бортов до 6° включительно, как показали исследования, составляет около 82%, при угле наклона в 22° возрастает до 98%. Следовательно, минимальная глубина бурения опережающего шпура, предназначенного для вскрытия эрозионного образования, достигается при расположении его в своде выработки при максимальном значении угла наклона борта эрозионного вреза и равном ему угле между направлением бурения и плоскостью забоя

При проведении горизонтального направленного бурения диаметром до 300-400 мм по бестраншейным технологиям важность выбора трассы прокладки различных видов инженерных коммуникаций возрастает. С использованием полученных зависимостей для определения расстояния между разведочными скважинами становится возможным определять оптимальное положение пунктов получения инженерно-геологической информации. В ближайшей перспективе целесообразно использовать комплексное зондирование массива самоходными установками, обеспечивающее оперативное получение данных о сопротивлении грунтов пенетрации, вращательному срезу, величине порового давления, влажности и плотности фунтов при усилии задавливания зонда до 200 кН (20 тн).

Рис. 3. Расчетная схема для определения места заложения, глубины и угла наклона шпура при опережающем бурении в целях доразведки трассы выработки

из ее забоя:

ОА - борт контура эрозионного размыва в коренных породах; К - контур горизонтальной горной выработки в вертикальном сечении; 1,2 - варианты горизонтального и оптимального расположения шпура при опережающем бурении

а

Заключение

В результате выполненных исследований решена актуальная научная задача разработки методов прогноза инженерно-геологических условий проведения горизонтальных горных выработок подземных сооружений в г. Москве.

1. По литологическому составу массива горных пород г. Москвы в зависимости от положения в нем подземных сооружений может быть выделено 12 природных и 5 техногенных типов массивов, определяющих необходимость применения определенных технологий в зависимости от физико-механических свойств пород.

2. По степени и характеру обводненности пород массива в каждом его типе может быть выделено 2 - 4 подтипа, предопределяющие необходимость применения при проведении горных выработок специальных способов упрочнения и обезвоживания пород массива - призабойного водоотлива, водопонижения, метода "стена" в фунте, замораживания, химического закрепления, цементации пород, кессона или комбинаций специальных способов.

3. Выделенные типы и подтипы комплексов пород, слагающих геологический разрез территории г. Москвы, позволяют определить наиболее эффективные и безопасные способы и методы производства инженерно-геологической разведки и горно-проходческих работ, путем размещения выработок подземных сооружений в более благоприятных условиях.

4. На основании статистической обработки инженерно-геологических профилей значительной протяженности, отобранных по большей части площади г. Москвы, получены значения уклонов залегания кровли, почвы пластов слабопроницаемых пород и зеркала подземных вод, позволяющие характеризовать изменчивость параметров выделенных типов и подтипов породного массива и выполнять расчеты по прогнозу инженерно-геологических условий горных выработок с использованием различных специальных методов. Уклоны бортов эрозионных образований водонепроницаемых толщ геологического разреза - среднестатистическое значение по площади территории г. Москвы - 6° (0,1 дол.ед.) с вероятностью проявления 80% и 22° (0,4 дол.ед.) с вероятностью проявления до 99% Количественная оценка этих показателей по

использованным данным для территории г. Москвы приведена на план-схеме города.

5. Полученные аналитическим путем зависимости позволили разработать методику прогноза инженерно-геологических условий при разведке и проведении трасс горизонтальных и наклонных горных выработок подземных сооружений, учитывающую:

- особенности используемых специальных методов обезвоживания и упрочнения горных пород массивов;

- основные характеристики подземного сооружения - его габариты, уклоны проведения и местоположение в геологическом разрезе;

- геоморфологическую изменчивость кровли, почвы водонепроницаемой толщи и уровневой поверхности подземных вод, залегающих над водоупором и ниже него.

6. Использование результатов выполненной работы при определении оптимального положения трассы коллектора в плане и по глубине на участке протяженностью около 11 км между Черкизовской и Перовской насосными станциями в г. Москве позволяет: сократить затраты на буровые работы за счет сокращения количества скважин с 50 до 27, обеспечить максимально благоприятные условия для разведки и строительства.

7. Достижение эффективности ведения горных работ в городских условиях и повышение экологической безопасности окружающей среды возможно при проведении мониторинга с привлечением рекомендуемых натурных методов получения информации о состоянии массива горных пород.

8. Материал диссертации использован в практической деятельности в фирме «КапСтройТраст», выполняющей горизонтальное направленное бурение для прокладки коллекторов, кабелей, трасс водо- и газоснабжения. Инженерно-геологическая информация, использованная для обоснования выбора трассы кабельного перехода под рекой Москва (район «Фили», глубина 8 м, длина трассы 250 м, диаметр бурения 4x160 мм), в г. Внуково (прокладка кабеля, 0160 мм, глубина 3 м, длина 180 м).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. В.С.Зайцев, О.А. Гальперин, А.Х.Саркисян. Оценка инженерно-геологических условий строительства линии тоннеля метрополитена на юго-западе Москвы. - М.: Изв. вузов. Геология и разведка, 1989, № 5, с. 100-105.

2. Г.Н.Харитоненко, О.А.Гальперин. Типизация массивов горных пород в геологическом разрезе г. Москвы и оценка условий проведения в них выработок подземных сооружений. - М.: МГГУ, Горн.инф.-анал.бюлл., № 5,1999, с. 128-129.

3. Г.Н.Харитоненко, О А.Гальперин. Инженерно-геологическое обеспечение проведения горизонтальных горных выработок под защитой целиков в Москве. -М.: Изв. вузов. Геология и разведка, 2000, № 3, с. 103-108.

4. ОАГальперин. Об опережающем бурении при проведении горизонтальных горных выработок подземных сооружений в рыхлых отложениях геологичесхого разреза территории г. Москвы в случаях с недостаточной разведанности трасс. М.: МГГУ, Горн.инф.-анал.бюлл., № 6, 2001, с. 72-73.

Подписано в печать Формат 60x90/16

Объем 1.0 печ л. Тираж 100 экз_Заказ № т

Типография МГГУ. Ленинский пр., 6

1 3 739

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гальперин, Олег Анатольевич

Введение.

Глава 1. Характеристика горно-геологических условий возведения подземных сооружений в г. Москве.

1.1. Краткий обзор состояния подземного строительства в г. Москве.

1.2. Стратиграфия и литология.

1.3. Условия залегания и трещиноватость пород.

1.4. Гидрогеологические условия.

1.5. Инженерно-геологические условия.

Глава 2. Инженерно-геологическая типизация массивов горных пород применительно к строительству и эксплуатации подземных сооружений в г. Москве.

2.1. Характеристика особенностей геологического разреза объектов исследований.

2.2. Типизации массивов горных пород, вмещающих горизонтальные выработки подземных сооружений.

2.3. Характеристики выявленных типов массивов и оценка эффективности способов проведения горизонтальных горных выработок.

2.3.1. Массив сложен раздельнозернистыми породами.

2.3.2. Массив сложен глинистыми породами.

2.3.3. Массив двухслойный - глинистые породы сверху, раздельнозернистые - снизу.

2.3.4. Массив двухслойный - раздельнозернистые породы сверху, глинистые снизу .!.

2.3.5. Массив многослойный - представлен чередованием раздельнозернистых и глинистых пород.

2.3.6. Массив сложен карбонатными породами.

2.3.7. Массив двухслойный - раздельнозернистые породы сверху, карбонатные - снизу.

2.3.8. Массив двухслойный - карбонатные породы сверху, раздельнозернистые - снизу.

2.3.9. Массив двухслойный - глинистые породы сверху, карбонатные - снизу.

2.3.10. Массив двухслойный - карбонатные породы сверху, глинистые - снизу.

2.3.11. Массив многослойный - представлен чередованием глинистых и карбонатных пород.

2.3.12. Массив многослойный - представлен чередованием раздельнозернистых, глинистых и карбонатных пород.

2.3.13. Массивы техногенных образований.

2.4. Оценка относительной сложности условий проведения горизонтальных горных выработок в выделенных типах массивов горных пород на территории г.Москвы.

Выводы.

Глава 3. Исследования изменений гипсометрии глинистых отложений и уровней подземных вод в геологическом разрезе г. Москвы.

3.1. Цель и задачи исследований.

3.2. Прогноз инженерно-геологических условий проведения горных выработок в зависимости от обводненности горных пород

3.3. Определение значений уклонов залегания кровли и почвы пластов слабопроницаемых пород и зеркала подземных вод.

3.4. Апробация результатов определения значений уклонов залегания элементов ограничения пластов слабопроницаемых пород и зеркала подземных вод.

3.5. Результаты исследований характеристик изменчивости залегания кровли (почвы)

Ф слабопроницаемых пород и зеркала подземных вод.

3.6. Методика прогноза инженерно-геологических условий проведения горизонтальных и наклонных горных выработок подземных сооружений с учетом способа производства работ.

Выводы.

Глава 4. Использование результатов исследований при разработке ТЭО строительства коллекторов глубокого заложения на участке Черкизово-Перово в г. Москве.

4.1. Общие сведения о подземном сооружении и о разведанности трассы.

4.2. Оценка инженерно-геологических условий сооружения коллектора.

4.3. Оценка степени разведанности трассы.

4.4. Оценка условий строительства КТГЗ с учетом изменения отметок его заложения и типа массива разрабатываемых пород.

4.5. Применение опережающего бурения для доразведки при проведении горизонтальных горных выработок подземных сооружений.

4.6. Мониторинг состояния массива горных пород.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методики прогноза инженерно-геологических условий проведения горизонтальных горных выработок подземных сооружений в г. Москве"

Актуальность работы. Город Москва, один из крупнейших мегаполисов мира, интенсивно развивается в последние годы, что обусловлено его расположением, плотностью застройки, численностью коренного населения и приезжих, количеством автотранспорта, инженерной инфраструктурой и высокой техногенной нагрузкой. Подобная ситуация порождает необходимость освоения подземного пространства города. Предусматривается дальнейшее строительство метрополитена, коллекторов подземных коммуникаций, подземных пешеходных переходов, сооружение магистральных трубопроводов водо-, газо- и теплоснабжения; строительство коммуникационных тоннелей, заглубленных гаражей, автотранспортных тоннелей и развязок под площадями города и т.д.

Строение геологического разреза территории города, обводненность горных пород, некоторые недостатки нормативной документации по инженерно-геологическому изучению условий их производства и, в отдельных случаях, нарушение строительных технологий работ, а также недостаточный контроль со стороны геологической службы предопределили возникновение ряда аварий, связанных с природными и техногенными перемещениями подземных вод и плывунов. Изложенное свидетельствует об актуальности темы диссертации и соответственно необходимости разработки методов прогноза и контроля состояния горизонтальных горных выработок, сооружаемых в сложных инженерно-геологических условиях города Москвы.

Целью работы является разработка методов прогноза и контроля состояния геологической среды, обеспечивающих безаварийные возведение и эксплуатацию разнообразных горизонтальных подземных выработок в городских условиях.

Идея работы заключается в установлении связей между инженерно-геологическими характеристиками массива горных пород, технологическими характеристиками подземных сооружений и способами их возведения для обоснования методов прогноза и контроля состояния геологической среды.

Основные научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

1. Определение пространственной ориентации горизонтальных горных выработок подземных сооружений следует производить с учетом выполненной типизации геологического разреза по литолого-технологическим признакам, согласно которой в пределах разреза выделено 12 природных и 5 природно-техногенных типов массивов горных пород и от 2 до 4 подтипов в каждом из них.

2. Прогноз инженерно-геологических условий проведения горизонтальных горных выработок подземных сооружений должен базироваться на совокупном учете природных и технологических факторов, включающих уклоны кровли (почвы) и градиенты уровней (напоров) подземных вод в окрестности выработки, методы и способы проведения выработок, габариты подземного сооружения и уклоны их заложения.

3. Изменчивость условий залегания глинистых отложений в пределах площади города целесообразно оценивать с использованием составленной план-схемы территории г.Москвы

4. При выборе трасс горизонтальных подземных сооружений рекомендуется использовать разработанную методику прогноза инженерно-геологических условий, позволяющую: составлять количественную оценку степени разведанности трасс; обоснованно отстраивать поперечные профили; устанавливать возможность использования полученных ранее данных по инженерно-геологическим скважинам; определять направление и глубину бурения опережающих шпуров при проведении выработок под защитой предохранительных целиков.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются: использованием представлений инженерной геологии массивов горных пород при разработке типизации массивов, вмещающих горизонтальные горные выработки подземных сооружений; представительным объемом геологической документации по действующим и проектируемым подземным объектам при установлении зависимостей между уклонами водоупорных пластов и обводненностью горных пород, позволяющих выбирать оптимальные технологические схемы проведения горных выработок; результатами апробации полученных аналитических соотношений, показавшими высокую надежность, что позволило ввести количественную оценку достоверности и доли риска пользования зависимостями.

Научное значение работы: разработана методика выбора оптимального варианта пространственной ориентации горных выработок и адекватного геологическим условиям способа производства горно-проходческих работ; прогноз инженерно-геологических условий строительства и эксплуатации подземных сооружений выполняется с использованием предложенных зависимостей для количественной оценки геоморфологических характеристик слоев глинистых пород - водоупоров; разработана методика прогноза инженерно-геологических условий строительства и эксплуатации подземных сооружений, установлены на основе анализа данных многолетних исследований инженерно-геологические характеристики горных пород при минимальном объеме новых инженерно-геологических изысканий.

Практическое значение работы заключается в возможности выполнять проектирование подземных сооружений с использованием уточненных инженерно-геологических характеристик горных пород, типа массива и используемой технологии производства горно-строительных работ.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанная методика прогноза инженерно-геологических условий подземного сооружения используется Мосинжпроектом при проектировании трассы коллектора между Черкизовской и Перовской насосными станциями в г.Москве и при проведении горизонтальных выработок по бестраншейным технологиям (горизонтальное направленное бурение, микротоннелирование) фирмой «КапСтройТраст».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на симпозиуме «Неделя горняка» в МГТУ в 1997 и 2001 гг., на научно-практической конференции «Потенциал Московских вузов и его использование в интересах города» в Государственном Университете по землеустройству, Москва, 1999 г., на семинарах кафедр ФГП и геологии МГТУ (2001-2003 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 63 наименований, содержит 27 рисунков, 40 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Гальперин, Олег Анатольевич

ВЫВОДЫ

Анализ геологических материалов, подготавливаемых к составлению технико-экономического обоснования строительства коллекторов глубокого заложения на участке Черкизово-Кусково в г. Москве позволил из трех вариантов их размещения в плане и трех подвариантов, выделяемых по глубине заложения, по особенностям инженерно-геологических условных района производства работ определить наиболее целесообразные - центральный вариант и подвариант глубокого заложения.

В районе приводятся детальные проработки вопросов, связанных с до-разведкой трассы, оценкой условий производства горно-строительных работ и решение задачи об опережающем бурении.

1. Выполненные расчеты по предлагаемой в 3-ей главе методике позволили оценить степень разведанности отдельных участков трассы, ограниченных уже пробуренными скважинами и определить число скважин, которое следует добурить; количественно оценить риск при инженерно-геологической разведке. При 99% степени достоверности их потребуется 14, что в значительной степени сократит общий объем буровых работ.

Предложена методика определения прогнозируемых расстояний между инженерно-геологическими скважинами по мощности юрско-каменноугольных образований над сводом коллектора (рис. 4.3.1).

2. Рассмотрение типов массивов горных пород, которые будет пересекаться коллектором, позволил определить глубину его заложения с наиболее благоприятными литолого-гидрогеологическими условиями. Для этого его ось должна быть смещена вверх на 4-6 м.

3. Для вскрытия эрозионных образований при доразведке трасс с использованием опережающего бурения шнуры должны размещаться в своде выработки под углом 22° и иметь глубину на 10% больше расчетной мощности предохранительного целика со стороны свода, под защитой которого проводится горная выработка.

4. Достижение эффективности ведения горных работ в городских условиях и повышение экологической безопасности окружающей среды возможно при проведении мониторинга с привлечением рекомендуемых натурных методов получения информации о состоянии массива горных пород.

5. Материал диссертации использован в практической деятельности в фирме «КапСтройТраст», выполняющей горизонтальное направленное бурение для прокладки коллекторов, кабелей, трасс водо- и газоснабжения. Инженерно-геологическая информация, использованная для обоснования выбора трассы кабельного перехода под рекой Москва (район «Фили», глубина 8 м, длина трассы 250 м, диаметр бурения 4x160 мм), в г. Внуково (прокладка кабеля, 0160 мм, глубина 3 м, длина 180 м).

Заключение

В результате выполненных исследований решена актуальная научная задача разработки методов прогноза инженерно-геологических условий проведения горизонтальных горных выработок подземных сооружений в г. Москве.

1. По литологическому составу массива горных пород г. Москвы в зависимости от положения в нем подземных сооружений может быть выделено 12 природных и 5 техногенных типов массивов, определяющих необходимость применения определенных технологий в зависимости от физико-механических свойств пород.

2. По степени и характеру обводненности пород массива в каждом его типе может быть выделено 2-4 подтипа, предопределяющие необходимость применения при проведении горных выработок специальных способов упрочнения и обезвоживания пород массива - призабойного водоотлива, водопонижения, метода "стена" в грунте, замораживания, химического закрепления, цементации пород, кессона или комбинаций специальных способов.

3. Выделенные типы и подтипы комплексов пород, слагающих геологический разрез территории г. Москвы, позволяют определить наиболее эффективные и безопасные способы и методы производства инженерно-геологической разведки и горно-проходческих работ, путем размещения выработок подземных сооружений в более благоприятных условиях.

4. На основании статистической обработки инженерно-геологических профилей значительной протяженности, отобранных по большей части площади г. Москвы, получены значения уклонов залегания кровли, почвы пластов слабопроницаемых пород и зеркала подземных вод, позволяющие характеризовать изменчивость параметров выделенных типов и подтипов породного массива и выполнять расчеты по прогнозу инженерно-геологических условий горных выработок с использованием различных специальных методов. Уклоны бортов эрозионных образований водонепроницаемых толщ геологического разреза - среднестатистическое значение по площади территории г. Москвы - 6° (0,1 дол.ед.) с вероятностью проявления 80% и 22° (0,4 дол.ед.) с вероятностью проявления до 99%. Количественная оценка этих показателей по использованным данным для территории г. Москвы приведена на план-схеме города.

5. Полученные аналитическим путем зависимости позволили разработать методику прогноза инженерно-геологических условий при разведке и проведении трасс горизонтальных и наклонных горных выработок подземных сооружений, учитывающую:

- особенности используемых специальных методов обезвоживания и упрочнения горных пород массивов;

- основные характеристики подземного сооружения - его габариты, уклоны проведения и местоположение в геологическом разрезе; геоморфологическую изменчивость кровли, почвы водонепроницаемой толщи и уровневой поверхности подземных вод, залегающих над водоупором и ниже него.

6. Использование результатов выполненной работы при определении оптимального положения трассы коллектора в плане и по глубине на участке протяженностью около 11 км между Черкизовской и Перовской насосными станциями в г. Москве позволяет: сократить затраты на буровые работы за счет сокращения количества скважин с 50 до 27, обеспечить максимально благоприятные условия для разведки и строительства.

7. Достижение эффективности ведения горных работ в городских условиях и повышение экологической безопасности окружающей среды возможно при проведении мониторинга с привлечением рекомендуемых натурных методов получения информации о состоянии массива горных пород.

8. Материал диссертации использован в практической деятельности в фирме «КапСтройТраст», выполняющей горизонтальное направленное бурение для прокладки коллекторов, кабелей, трасс водо- и газоснабжения. Инженерно-геологическая информация, использованная для обоснования выбора трассы кабельного перехода под рекой Москва (район «Фили», глубина 8 м, длина трассы 250 м, диаметр бурения 4x160 мм), в г. Внуково (прокладка кабеля, 0160 мм, глубина 3 м, длина 180 м).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гальперин, Олег Анатольевич, Москва

1. Апродов В. А., Апродова A.A. Движение земной коры и геологическое прошлое Подмосковья. - Изд. МГУ, 1963.

2. Башмаков В.М., Живодеров В.Н. Подземные и специальные работы на строительстве и реставрации объектов. // Горный вестник, 1997, № 4.

3. Бахирева JI.B. и др. Оценка геологического и геохимического риска в схемах охраны геологической среды культурно-исторических зон (на примере Московского региона). // Инженерная геология, 1989, № 6.

4. Березкина Г.М. и др. Инженерно-геологические особенности глинистых пород Москвы в зависимости от условий их залегания. // Инженерная геология, 1985, № 1.

5. Гальперин A.M., Зайцев B.C., Норватов Б.А. Гидрогеология и щ инженерная геология. М., Недра, 1989.

6. Гальперин A.M., Зайцев B.C. Практикум по инженерной геологии. -М.: МГГУ, 1994.

7. Бочевер Ф.М., Просенков В.И., Язвин Л.С. Подземные воды Москвы и Подмосковья. // Городское хозяйство Москвы, 1966, № 10.

8. Гидрогеология и инженерная геология. Лабораторные методы исследований. // Межвузовский сборник, НПИ, 1982.

9. Гидрогеология и инженерная геология. Полевые методы исследований. // Межвузовский сборник, НПИ, 1981.

10. Гидрогеология и инженерная геология. Математические методы анализа информации. // Межвузовский сборник, НПИ, 1977.

11. Голодковская Г.А., Лебедева Н.И. Инженерно-геологическое районирование территории г. Москвы. // Инженерная геология, 1984, № 3, с. 87-102.

12. Даньшин Б.М., Головина Е.В. и др. Москва. Геологическое в строение, 1934.

13. Даньшин Б.М. и др. Геологическое строение и полезные ископаемые г. Москвы и окрестностей. Изд. МОИП, 1947.

14. Епишин В.К., Зеегофер Ю.О. и др. Проблемы инженерной геологии Москвы. // Проблемы инженерной геологии в связи с рациональным использованием геологической среды. Материалы Всесоюзной конференции. -Л., 1976.

15. Егорычева М.Н. Типизация геологической среды территории г. Москвы по условиям строительства метрополитена. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. М., МГУ, 1997.

16. Зайцев А.С. Инженерная геология Московского Кремля. // Разведка и охрана недр, 1993, № 2.

17. Инженерная геология СССР. Т.1. Русская платформа. Под ред. И.С.Комарова. М., МГУ, 1978.

18. Инструкция по инженерно-геологическим изысканиям для проектирования и строительства метрополитенов горных железнодорожных и автодорожных тоннелей. // М., ВСН 190-78 Минтранстрой, 1978.

19. Инженерно-геологические условия территории г. Москвы. // Справочник в 3-х томах. Веритский Н.Г., Чеклина Е.А., Мысловский А.М., Зеегофер Ю.О. и др. 1981.

20. Инструкция по проектированию зданий и сооружений в районах г. Москвы с проявлением карстово-суффозионных процессов. // Мосгоргеотрест, 1984.

21. Картозия Б.А., Малюженец Д.Г. Решение проблемы риска в подземном строительстве. // Горный вестник, 1997, № 4.

22. Картозия Б.А., Мельникова С.А. и др. Прогнозирование горногеологических условий и выбор способа строительства. В сб. Проблемы строительной геотехнологии. РАЕН, МГГУ, М., 2000.

23. Кожевников A.B., Кожевникова В.Н. и др. Стратиграфия подмосковного плейстоцена. Бюл. Моск. общ-ва испыт. природы. Отдел геол., 1979, т. 54, вып. 2, Библиография 71 наименование.

24. Ломтадзе В.В. Инженерная геология и инженерная петрология. -Л., Недра, 1984.

25. Москва. Геология и город. Под ред Осипова В.И. и Медведева О.П. М., Московские учебники и картолитография, 1997.

26. Коломенская В.Н., Кофф Г.Л. Особенности инженерно-геологическое типизации территории Московской области с целью рационального использования и охраны окружающей среды. // Инженерная геология, 1985, № 5, с. 79-89.

27. Леггет Р. Города и геология. М.: Мир, 1976.

28. Мироненко В.А., Мольский Е.В., Румынии В.Г. Горнопромышленная гидрогеология. -М.: Недра, 1989.

29. НИиПИ Генплана г. Москвы. Отчет «Разработать рекомендации по учету геологических условий при подземном строительстве в г. Москве» -1988.

30. Отчет института Геоэкологии РАН. Карта распространения погребенных эрозионных врезов на участке между станциями метро «Театральная» и «Страстной бульвар» М 1:2000. М.: 1998.

31. Осипов В.И. и др. Инженерно-геологические условия участка строительства Лефортовских тоннелей в г. Москве. М.: Геоэкология, № 2, 2001.

32. Очерки по геоэкологии и инженерной геологии Московского столичного региона. Кофф Г.Л., Петренко С.И., Лихачева Э.А., Котлов В.Ф. Под ред. Богданова H.A. и Шеко А.И. М., изд. РЭФИА, Институт литосферы РАН, 1997.

33. Парфенов С.И. Стационарное изучение карста в Москве. // Режимные инженерно-геологические и гидрогеологические наблюдения в породах. М.: Наука, 1983, с. 126.

34. Пособие по проектированию зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01.83). М.: Стройиздат, 1986.

35. Ресин В.И. Об освоении подземного пространства Москвы. М.: Горный вестник, 1997, № 4.

36. Рекомендации по инженерно-геологическим изысканиям для подземного гражданского и промышленного строительства. ПНИИиС. М.: Стройиздат, 1987, с. 56.

37. Румянцева М.Н. Некоторые закономерности изменчивости физико-механических свойств четвертичных отложений на территории Москвы. -М.: Геология и разведка, № 2, 1996.Ш

38. Семенов C.M., Овчаренко Т.Г. Закономерности формирования режима уровня грунтовых городских территорий (на примере Москвы). / Режимные инженерно-геологические и гидрогеологические наблюдения в городах. -М.: Наука, 1983, с. 135-136.

39. СНиП 1.02.07-87. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Госстрой СССР. -М.: 1987.

40. Сазонов Г.Н. Исследования инженерно-геологических процессов, возникающих при проходке горных выработок Московского метро. -Диссертация на соискание ученой степени канд.наук, 1973.

41. Свирский С.И., Лернер В.Г. Научно-технический прогресс в инженерном строительстве. М.: Горный вестник, 1997, № 4.

42. Савич А.И., Юдкевич А.И. Инженерно-геологические изыскания для строительства подземных объектов. М.: Горный вестник, 1997, № 4.

43. Строительство подземных сооружений. Справочное пособие. / Под ред. Щуп лика М.Н. М.: Недра, 1990.

44. Строительство горных выработок в сложных горнотехнологических условиях. Справочник. / Под ред. Картозич Б.А. М.: Недра, 1992.

45. Сергеев Е.М. Геологический фундамент Москвы. Город. Природа. Человек. -М.: Мысль, 1982.

46. Стрельский Ф.П. Возможные гидрогеомеханические условия аварии в Сакнкт-Петербургском метрополитене. «Геоэкология», 2001, № 3, с. 209-212.

47. Технология строительства подземных сооружений. Специальные способы строительства. М.: Недра, 1992.

48. Троянский C.B. и др. Общая и горнорудничная гидрогеология. М.: Госгортехнадзор, 1960.

49. Фромм В.В., Володарский О.Ф., Криканов В.Н. Достоверность прогноза по данным геологоразведочных работ инженерно-геологическихпроцессов и риск их проявлений при строительстве горных сооружений. -M.: Геология и разведка, 1994, № 1.

50. Харитоненко Г.Н. Геологические условия строительства и эксплуатации подземных сооружений на территории г. Москвы. Учебное пособие. M.: МГГУ, 1993.

51. Харитоненко Г.Н. Инженерно-геологическое обеспечение строительства подземных сооружений. М.: Метрострой, 1981, № 7.

52. Харитоненко Г.Н. Горно-геолдогическое районирование для оценки условий строительства подземных сооружений. / В сб.: «Проблемы горнопромышленной геологии». М.: МГИ, 1990.

53. Харитоненко Г.Н. Общая и горнопромышленная гидрогеология. Часть I, И. -М.: МГИ, 1992, 1999.

54. Харитоненко Г.Н., Гальперин O.A. Инженерно-геологическое обеспечение проведения горных выработок под защитой предохранительных целиков. М.: Геология и разведка, 2000, № 3.

55. Харитоненко Г.Н., Гальперин O.A. Типизация массивов горных пород в геологическом разрезе г. Москвы и оценка условий проведения в них выработок подземных сооружений. Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ, № 5, 1999.

56. Шилин Д.А. Основные положения классификации объектов подземного строительства. / В сб. : Подземные объекты народного хозяйства.-М.: ЦНИИпромзданий, 1990.» *

57. Щекудо»,Е.В. Участие в разработке мероприятий по ликвидации последствий аварии и возобновлению сооружения коллектора по ул. Б.Дмитровка. Научно-технический отчет. М.: НИЦ «Тоннели и метрополитен», 1998.

58. Prequalification Documents. Environmental Technology Drilltec. Crossbohr und Umwelttechnic. 2003.

59. River Rhine Crossing by Horizontal Directional Drilling with 2 parallel 32" Boreholes. Drilltec, Project report, 2003.