ВСН 190-78

• часть 1
• часть 2
• часть 3

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИЗЫСКАНИЯМ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА МЕТРОПОЛИТЕНОВ, ГОРНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ И АВТОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ

ВСН 190-78

Минтрансстрой

Утверждена Министерством транспортного строительства и согласована Государственным комитетом Совета Министров СССР по делам строительства

МОСКВА 1978

ПРЕДИСЛОВИЕ

"Инструкция по инженерно-геологическим изысканиям для проектирования и строительства метрополитенов, горных железнодорожных и автодорожных тоннелей" разработана Государственным ордена Трудового Красного Знамени проектно-изыскательским институтом "Метрогипротранс" взамен "Технических условий и инструкций на производство инженерно-геологических изысканий для проектирования и строительства метрополитенов и горных железнодорожных тоннелей" (М., Трансжелдориздат. 1955) и "Дополнений и уточнений к ним" (М..Метрогипротранс. 1969).

Основная цель составления настоящей «Инструкции» — повышение требований к качеству материалов инженерно-геологических изысканий на всех стадиях проектирования метрополитенов и горных тоннелей.

В отличие от «Технических условий и инструкций» (М., Трансжелдориздат, 1955) настоящая «Инструкция» предусматривает как увеличение объемов, так и применение новых методов изысканий (полевые опытные работы, новые методы геофизических исследований, опытно-производственные работы).

Состав и объем изысканий приведены отдельно для метрополитенов мелкого и глубокого заложения, для горных тоннелей с глубиной заложения до 300 м и более 300 м.

Требования к объему и составу изысканий даны применительно к приведенным в «Инструкции» категориям сложности инженерно-геологических условий.

Учитывая специфику подземного строительства, в раздел 5 «Инженерно-геологические работы в процессе строительства метрополитенов и тоннелей» включены не только требования к составу и объему работ, но и ряд материалов методического характера (оценка трещиноватости и устойчивости грунтов, определение водопритоков и т. п.).

«Инструкция» составлена канд. техн. наук В. А. Квашниным и канд. геолого-минералогических наук Г. Н. Сазоновым при участии инженеров А. А. Дудаева, В. В. Котова, Л. С. Крымовой, И. Н. Шубина и канд. техн. наук И. В. Маковского.

Проект "Инструкции" был рассмотрен комиссией, образованной распоряжением Главтранспроекта от 28 февраля 1977 года № 3002/39.

"Инструкция" согласована отделом технического нормирования и стандартизации Госстроя СССР письмом от 22 февраля 1978 года № 1-713.

Замечания и предложения по "Инструкции" просьба направлять по адресу: 113054, Москва, Новокузнецкая, 43/16, Государственный проектно-изыскательский институт "Метрогипротранс".

Главный инженер Метрогипротранса В. И. АЛИХАШКИН

Начальник технического отдела В. В. КОТОВ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая инструкция составлена в развитие главы СНиП по инженерным изысканиям для строительства и устанавливает объем, состав и содержание инженерно-геологических изысканий для обоснования проектов строительства метрополитенов, горных железнодорожных и автодорожных тоннелей и других подземных сооружений, которые проектирует и строит Министерство транспортного строительства.

1.2. Инженерно-геологические изыскания для обоснования подземного строительства следует осуществлять с полнотой, достаточной для оценки условий строительства и разработки прогнозов взаимодействия геологической среды с подземными сооружениями.

1.3. Инженерно-геологические изыскания должны выполняться по программе, утвержденной руководством изыскательской или проектно-изыскательской организации и согласованной с заказчиком. Программа изысканий составляется на основании имеющихся фондовых материалов и литературных источников, а также рекогносцировочного обследования района и определяет состав, объем, содержание, способы и сроки производства изыскательских работ.

В процессе производства полевых работ в зависимости от результатов изысканий в программу могут быть внесены изменения.

1.4. В результате проведения изысканий и исследований должны быть установлены и оценены:

географическое положение и транспортные связи района строительства, орография и гидрография, климатические условия, наличие строительных материалов;

геологическое строение (стратиграфия, литология), геоморфология, тектоника;

гидрогеологические условия (наличие и характер водоносных горизонтов, направление и скорость движения подземных вод, фильтрационные свойства водоносных грунтов, водопритоки в горные выработки, химический состав подземных вод и степень агрессивности их по отношению к мaтepиaлу обделки сооружения, ожидаемое гидростатическое давление на конструкции сооружения, режим подземных вод);

геологические процессы и явления: карст, древние и современные эрозионные процессы, оползни, сели, курумы, просадочность, выветривание, суффозия;

складчатые и разрывные нарушения, трещиноватость, сейсмичность;

газоносность (состав, характер и степень проявления);

геокринологические условия;

гранулометрический и химико-минералогический состав грунтов с определением содержания свободной двуокиси кремния;

характеристика водно-физических, физико-механических и теплофизических свойств грунтов;

температуры грунтов и подземных вод.

1.5. При проведении инженерно-геологических изысканий особое внимание должно обращаться на выявление:

зон и поверхностей ослабления в массиве, и которых породы отличаются значительно более низкими прочностными свойствами по сравнению с окружающими породами (крупные тектонические нарушения, прослои пластичных глин, прослои водонасыщенных песчано-глинистых отложений и др.);

зон с высокими фильтрационными свойствами грунтов и высоким гидростатическим напором;

грунтов и подземных вод с высокой степенью агрессивности к материалам конструкций;

сред взрывоопасных и оказывающих вредное влияние на здоровье людей (высокая температура, газоносность, радиоактивность и др.).

При изучении неблагоприятных для строительства зон должны быть установлены их характер, границы распространения, размеры, интенсивность развития, влияние на условия строительства и работу сооружения.

1.6. С особой детальностью должны быть изучены инженерно-геологические условия в зоне подземного сооружения, под которой понимается толща грунтов на 30—40 м выше и на 8—10 м ниже лотка сооружения, а при отсутствии выше свода устойчивых грунтов — вся толща грунтов от поверхности земли до отметок на 8—10 м ниже лотка сооружения.

1.7. При нескольких вариантах размещения подземного сооружения в плане и профиле инженерно-геологические изыскания выполняются в полном объеме для каждого из конкурентоспособных вариантов.

1.8. Инженерно-геологические изыскания выполняются в три стадии, соответствующие технико-экономическому обоснованию, техническому проекту и рабочим чертежам. В период строительства подземных сооружений должны проводиться контрольные инженерно-геологические работы с составлением документации строительных котлованов, выемок и горных выработок для проверки правильности и обоснованности выводов, содержащихся в отчетах по инженерно-геологическим изысканиям, а также получения дополнительных данных для уточнения или изменения, в необходимых случаях, принятых в проекте способов производства работ и конструкций с целью обеспечения безопасности их выполнения, требуемой прочности и долговечности сооружений.

1.9. Инженерно-геологические работы в горных выработках в период строительства метрополитенов осуществляются инженерами-геологами проектно-изыскательской организации, а в период строительства горных транспортных тоннелей — инженерами-геологами проектно-изыскательской организации.

1.10. По степени сложности инженерно-геологических условий выделяются простые условия, средней сложности и сложные.

Категория сложности инженерно-геологических условий устанавливается по табл. 1.

1.11. Инженерно-геологические изыскания должны состоять из сбора, систематизации и обобщения материалов изысканий прошлых лет, инженерно-геологической рекогносцировки, инженерно-геологической съемки с применением методов аэрофотосъемки (для горных тоннелей) и инженерно-геологической разведки.

На участках строительства, наиболее сложных в инженерно-геологическом отношении, рекомендуется производить опытно-производственные работы и моделирование.

Таблица 1

Примечание. Категорию сложности инженерно-геологических условий следует устанавливать, как правило, по совокупности факторов, указанных в таблице для соответствующей категории. Если какой-либо отдельный фактор относится к более высокой категории сложности и является определяющим при разработке основных строительных решений, то сложность условий следует устанавливать по этому фактору.

В этом случае следует увеличивать объемы или дополнительно предусматривать только те виды работ, которые необходимы для обеспечения выяснения влияния на проектируемые сооружения именно этого фактора.

1.12. Изыскания в порядке последовательности выполнения должны осуществляться в три периода: подготовительный, полевой и камеральный.

В подготовительный период собираются, изучаются и обобщаются имеющиеся фондовые и литературные материалы по району изысканий, составляются программы и сметы, оформляются договоры на изыскания, создаются полевые подразделения (экспедиции, партии, отряды).

В полевой период выполняются предусмотренные программой полевые работы, а также часть камеральных и лабораторных работ, необходимых для корректировки программы изысканий и выдачи предварительных материалов для проектирования.

В камеральный период обрабатываются материалы изысканий, завершаются лабораторные работы, составляются, оформляются, выпускаются, сдаются заказчику и в фонды отчетные материалы.

1.13. Инженерно-геологическая рекогносцировка должна производиться до составления программы изысканий и включать осмотр района проектируемого сооружения, выявление активных физико-геологических процессов, осмотр и документацию естественных обнажений и существующих выработок, определение условий производства различного вида инженерно-геологических работ.

1.14. При проходке разведочных выработок отбираются образцы грунта для составления документации, лабораторных исследований и эталонной коллекции.

Образцы грунтов, отбираемые для составления документации, после контрольного просмотра геологами следует уничтожать. Необходимость более длительного хранения образцов грунта обуславливается программой изысканий.

1.15. Разведочные скважины, заложенные в процессе изысканий, подлежат обязательной ликвидации специальным тампонажем или засыпкой грунтом в соответствии с «Инструкцией на тампонаж разведочных и стационарных скважин, пробуренных в процессе проведения инженерно-геологических изысканий для строительства метрополитенов и горных тоннелей» (ВН 162-69) Минтрансстроя (М., Оргтрансстрой, 1970).

1.16. Выработки, предназначенные для стационарных наблюдений, после окончания строительства необходимо передавать организациям, эксплуатирующим сооружения, или гидрогеологическим режимным станциям.

1.17. Инженерно-геологическая съемка для проектирования подземного сооружения в условиях городской застройки, как правило, не производится.

Для обоснования проектирования подземного сооружения в горных условиях инженерно-геологическая съемка является основным видом инженерно-геологических работ к технико-экономическому обоснованию.

Инженерно-геологическая съемка должна производится на площади, в пределах которой размещаются все намеченные варианты подземного сооружения, и достаточной для выяснения геологического строения.

1.18. В состав инженерно-геологической разведки входят:

проходка горных выработок;

геофизические исследования;

полевые опытные и опытно-фильтрационные работы;

лабораторные исследования грунтов и подземных вод;

камеральные работы.

1.19. Основным видом инженерно-геологической разведки являются буровые работы.

Глубина и число разведочных выработок должны быть достаточными для освещения инженерно-геологических условий зоны подземного сооружения.

В тех случаях, когда в этих пределах будут встречены неустойчивые грунты, отдельные скважины углубляются до вскрытия устойчивых грунтов для построения гипсометрического плана кровли устойчивых грунтов. Число скважин, вкрывающих устойчивые грунты, должно быть достаточным для построения карты кровли устойчивых грунтов в гипсометрических отметках.

1.20. Способ бурения, тип бурового станка и буровых наконечников зависят от глубины скважины и ее назначения, диаметра бурения, характера проходимых пород и условий проведения работ.

Скважины должны буриться с разделением водоносных горизонтов и восстановлением уровней воды всех горизонтов.

Разведочные скважины в толще песчаных, крупнообломочных и глинистых грунтов необходимо бурить с отбором образцов послойно, но не реже чем через 1 м, в толще скальных и полускальных грунтов - со сплошным отбором керна.

Гидрогеологические скважины должны буриться ударно-канатным или вращательным способом без применения для промывки глинистого раствора.

1.21. На все разведочные выработки следует составить точную документацию, кроме того, должны быть занивелированы устья выработок и определены их координаты.

При проходке разведочных выработок следует обращать особое внимание на своевременное выявление смены грунтов, водоносных горизонтов (появление воды и установление уровня), интервалов повышенной влажности и качественный отбор проб грунтов и подземных вод для лабораторных исследований.

1.22. Геофизические исследования следует выполнять в комплексе с другими видами работ (горно-буровыми, полевыми, опытными и лабораторными) для решения следующих задач:

установление мощности четвертичных отложений;

выявление и оконтуривание погребенных долин размывов;

установление мощности зон выветривания;

выявление и оконтуривание трещиноватых зон и зон закарстованных грунтов;

исследование условий залегания и распространения подземных вод, определение направления и скорости их движения;

установление границ мерзлых грунтов.

1.23. Применение и выбор геофизических методов в каждом отдельном случае должны определяться программой изысканий.

1.24. Полевые опытные работы следует применять на участках мелкого заложения сооружений для определения степени неоднородности состава и состояния грунтовых толщ, сопротивления грунтов сжимающим и сдвигающим усилиям, типа грунтовых условий по просадочности.

Полевые опытные работы по определению свойств грунтов должны выполняться в комплексе с лабораторными исследованиями.

1.25. В опытные работы для определения коэффициента фильтрации и уровнепроводности (пьезопроводности), водоотдачи, удельного водопоглощения, направления и скорости движения подземных вод должны включаться опытные кустовые и одиночные откачки, наливы и нагнетания, расходометрия и резистивиметрия, индикаторные опыты.

Опытные фильтрационные работы следует проводить на участках залегания уровня подземных вод выше лотка сооружения. Результаты этих работ служат основой для определения водопритоков в горные выработки и проектирования искусственного водопонижения и дренажа.

1.26. Должны производится следующие лабораторные определения физико-механических свойств и состава грунтов:

для скальных и полускальных грунтов - временное сопротивление грунтов одноосному сжатию в сухом и водонасыщенном состояниях, объемный и удельный вес, модуль упругости, скорость распространения продольных и поперечных сейсмических волн, петрографический состав, химический состав, количество воднорастворимых солей и степень растворимости;

для крупнообломочных грунтов несцементированных грунтов - гранулометрический и петрографический составы;

для песчаных несцементированных грунтов - гранулометрический состав, объемный и удельный вес, влажность, количество растительных остатков, минералогический состав, угол естественного откоса, коэффициент фильтрации;

для глинистых грунтов - влажность, пластичность, объемный и удельный вес, гранулометрический состав, сопротивление сдвигающим усилиям, модуль деформации и модуль осадки, набухаемость, относительная просадочность для макропористых грунтов, количество растительных остатков.

1.27. Технические отчеты по каждой стадии инженерно-геологических изысканий должны содержать материалы, необходимые для выполнения проектных работ на соответствующей стадии проектирования. В технических отчетах основное внимание должно быть уделено вопросам, определяющим условия подземного строительства: устойчивость грунтов, их трещиноватость и степень обводненности, крепость, абразивность, возможные газопроявления, содержание свободной кремнекислоты, агрессивность подземных вод и т. п.

1.28. При развитии в районе строительства современных геологических и инженерно-геологических процессов в отчете об инженерно-геологических изысканиях должны быть приведены данные:

о литологическом типе, распространении, характере и интенсивности развития карста в районах его распространения;

о типе грунтовых условий по просадочности, мощности лессовидных толщ и мощности просадочной толщи при распространении макропористых грунтов;

о степени селеопасности и лавиноопасности, путях движения, периодичности, объемах и динамике возможных селевых потоков и лавин;

о развитии мерзлотных явлений, распространении и условиях залегания многолетнемерзлых грунтов, их температурном режиме, составе и строении, явлениях, связанных с сезонным и многолетним промерзанием и оттаиванием;

о типе, состоянии и распространении оползней в районах их развития;

о степени сейсмичности и возможных неотектонических движениях.

1.29. Устанавливаются следующие сроки хранения материалов изысканий:

технические отчеты и записки к проектам со всеми графическими приложениями — без ограничения сроков хранения;

промежуточные отчеты, полевая техническая документация — до окончания строительства.

При производстве изысканий на территории городов документация на тампонаж разведочных скважин должна сохраняться постоянно.

2. ИЗЫСКАНИЯ К ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОМУ ОБОСНОВАНИЮ

2.1. Целью изысканий к технико-экономическому обоснованию является получение инженерно-геологических сведений для разработки принципиальных решений по расположению подземных сооружений в плане и профиле, для выбора способов производства работ, конструкций обделки и определения стоимости строительства.

Метрополитены

2.2. В инженерно-геологические изыскания к технико-экономическому обоснованию должны включаться бурение разведочных скважин, полевые опытные и опытно-фильтрационные работы, геофизические исследования, лабораторные исследования грунтов и подземных вод и камеральные работы.

2.3. По глубине заложения выделяются следующие линии метрополитена:

глубокого заложения, лоток сооружений которых располагается на глубине 20 м и более;

мелкого заложения, лоток сооружений которых располагается на глубине менее 20 м.

2.4. Число разведочных буровых скважин на 1 км линии должно приниматься:

для метрополитенов мелкого заложения — три-четыре в простых условиях, пять-семь в условиях средней сложности и 8—10 в сложных условиях:

для метрополитенов глубокого заложения — две-три в простых условиях, четыре - пять в условиях средней сложности и шесть-семь в сложных условиях.

2.5. Объем опытно-фильтрационных работ для каждого водоносного горизонта на 1 км линии метрополитена принимается:

при опробовании водоносного горизонта, сложенного рыхлыми грунтами, — одна-две опытные кустовые откачки;

при опробовании водоносного горизонта, сложенного скальными и полускальными грунтами, — две-три опытные одиночные откачки (налива) с осуществлением расходометрии и резистивиметрии.

При наличии в разрезе водоносного горизонта значительной мощности, сложенного трещиноватыми скальными и полускальными грунтами, вместо наливов и одиночных откачек производятся поинтервальные нагнетания.

2.6. Полевые опытные работы по определению физико-механических свойств грунтов должны применяться на участках мелкого заложения подземных сооружений. В них включаются статическое и динамическое зондирование, крыльчатое зондирование, прессиометрия, опытное замачивание в шурфах.

2.7. Лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов должны производиться в объеме, необходимом для классификации грунтов и общей оценки их состояния в пределах зоны подземного сооружения.

2.8. Число лабораторных исследований проб грунта для одного слоя принимается:

классификационных показателей — 20—30 определений;

консистенции глинистых и плотности песчаных грунтов — 20—30 определений;

прочностных свойств — 6—7 определений;

деформационных свойств — 6—7 определений.

Для определения химического состава подземных вод необходимо исследовать три-четыре пробы из каждого водоносного горизонта.

2.9. Объем геофизических исследований для определения мощности четвертичных отложений и коры выветривания, оконтуривания погребенных долин определяется программой изысканий исходя из возможности применения тех или иных методов в условиях городской застройки, наличия подземных коммуникаций и т. п.

В отдельных скважинах, пройденных в скальных и полускальных грунтах (без обсадки), должен производиться электрический, сейсмический и ультразвуковой каротаж.

2.10. В результате камеральных работ должны быть составлены:

карта фактического материала в масштабе 1:2000;

карта кровли коренных грунтов в масштабе 1:2000;

геолого-литологические разрезы (колонки) разведочных скважин в масштабе 1: 100;

инженерно-геологические разрезы по оси трассы в масштабе — горизонтальный 1:2000 и вертикальный 1:200;

ведомости лабораторных и полевых исследований свойств грунтов;

графики и расчеты опытных откачек;

отчет об инженерно-геологических изысканиях.

2.11. Отчет об инженерно-геологических изысканиях должен содержать сведения об объеме и характере изыскательских работ с указанием, кем и когда они выполнены, о геоморфологии, геологическом строении (стратиграфия, литология), тектонике, гидрогеологических условиях (наличие водоносных горизонтов и их характер, положение уровней воды, фильтрационные свойства грунтов), физико-механических свойствах грунтов, инженерно-геологических условиях строительства с общими рекомендациями по способам производства работ.

Горные железнодорожные и автодорожные тоннели

2.12. На стадии разработки технико-экономического обоснования крупномасштабная инженерно-геологическая съемка является основным видом изысканий в горной местности и должна производиться в масштабе 1:25000 — 1:10000 для простых и средней сложности инженерно-геологических условий и 1:10000 — 1:5000 для сложных инженерно-геологических условий.

2.13. В состав крупномасштабной инженерно-геологической съемки должны входить следующие виды работ:

дешифрирование аэрофотоматериалов и проведение аэровизуальных наблюдений;

описание местности по маршрутам;

геофизические исследования;

проходка горных выработок, в том числе буровых скважин;

полевые опытные работы;

лабораторные работы;

камеральная обработка материалов, составление карт, разрезов и отчета.

2.14. Направление маршрутов при описании местности должно обеспечить пересечение основных геоморфологических и геологических границ и их прослеживание на местности.

2.15. Инженерно-геологическая съемка должна выполняться на топографической основе того же масштаба, что и масштаб съемки.

2.16. Метод (или комплекс методов) проведения геофизических работ должен выбираться в зависимости от необходимости и возможности решения конкретных задач, возникших при выполнении инженерно-геологической съемки.

Геофизические исследования следует начинать с выполнения параметрических замеров удельных электрических сопротивлений и скоростей прохождения упругих волн на характерных образцах, изучения геологического разреза у опорных скважин и обнажений с целью получения надежных эталонов для интерпретации последующих измерений.

2.17. Вид горных выработок (канавы, расчистки, шурфы, скважины) и способ их проходки следует выбирать в зависимости от состава и состояния вскрываемых грунтов и глубины выработки.

Количество выработок назначается в зависимости от обнаженности площади съемки.

2.18. Горные выработки и буровые скважины должны проходиться с целью:

установления геологического разреза;

установления условий залегания грунтов;

изучения сложения грунтов, в том числе мерзлых;

изучения водного и температурного режимов грунтов;

отбора образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований;

производства опытно-фильтрационных работ;

выявления и оконтуривания зон проявления физико-геологических процессов;

обоснования интерпретации геофизических работ.

2.19. Горные выработки следует располагать по створам, ориентированным по направлению съемочных маршрутов. Расстояние между створами и расстояние между выработками в створе в зависимости от местных условий определяется программой изысканий.

2.20. На каждом предполагаемом портальном участке должны буриться разведочные скважины — одна-две для съемки масштаба 1:10000 —1:25000 и две-три для съемки масштаба 1:5000 с расположением их по поперечнику.

2.21. Число отобранных образцов грунтов на лабораторные исследования для определения классификационных показателей должно быть не менее 6 из каждого слоя (петрографического типа грунтов).

2.22. При камеральной обработке материалов крупномасштабной инженерно-геологической съемки должны составляться:

инженерно-геологическая карта и карта фактического материала. При необходимости в том же масштабе составляются геоморфологическая и гидрогеологическая карты, карта распространения физико-геологических процессов и явлений и карта — срез на уровне заложения сооружений;

геолого-литологические разрезы (колонки) горных выработок и буровых скважин в масштабе 1:100 — 1:200;

инженерно-геологические разрезы по оси тоннеля в масштабе — горизонтальный 1:5000 или 1:10000 и вертикальный 1:500 или 1:1000;

отчет об инженерно-геологической съемке.

2.23. В тексте отчета должны содержаться следующие главы: введение; физико-географический очерк; геологическое строение; геоморфология; гидрогеологические условия; инженерно-геологические условия; месторождения строительных материалов; выводы и предложения.

Вместо главы «Инженерно-геологические условия» допускается составление следующих самостоятельных глав: «Инженерно-геологическая характеристика грунтов», «Физико-геологические процессы», «Инженерно-геологическое районирование территории».

2.24. Текст отчета должен быть кратким и содержать основные сведения, необходимые для обоснования проектных решений, в том числе:

прогноз естественного развития физико-геологических процессов и явлений;

предварительный прогноз развития инженерно-геологических процессов под воздействием строительства тоннеля;

• часть 1
• часть 2
• часть 3

Читайте также

Преимущества и недостатки двухконтурных газовых котлов

Особенности шумоизоляции из сшитого пенополиэтилена

Три этапа подготовки к строительству частного дома

Детский домик на участке: фотоподборка

Идеи использования неудобных углов

Когда необходимы услуги сантехника

Как выбрать каркасный бассейн

Использование искусственного газона: фотопримеры

Плюсы и минусы обустройства полов по грунту

Как выбрать и установить бытовое зарядное устройство для электромобиля

Как проверить качество кровельных работ

Растения с неприятным запахом, которые высаживают подальше от дома