Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кубанский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Кафедра региональной и морской геологии

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ В ГАК

Заведующий кафедрой

д-р геол.-мин. наук, профессор

________________ В.И. Попков

«____»___________2014 г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ (ДИПЛОМНАЯ) РАБОТА

ВЛИЯНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РАЗЛИЧНЫХ РАЙОНОВ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ НА ВИДЫ И ОБЪЕМЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Работу выполнила __________________________________ Е.К. Печорина

Факультет геологический

Специальность 020304 - гидрогеология и инженерная геология

Научный руководитель

Канд. геогр. наук, доцент_____________________________ О.Ю. Крицкая

Нормоконтролер

Канд. геогр. наук, доцент_____________________________ О.Л. Донцова

Краснодар 2014

Реферат

ПЕЧОРИНА Е.К. (дипломная работа) 72л. текста, 9 рис., 16 табл., 24 источников.

КАТЕГОРИЯ СЛОЖНОСТИ УСЛОВИЙ, инженерно-геологические изыскания, ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ, РЕКОНСТРУКЦИЯ, подземные воды, бурение скважин.

Дипломная работа состоит из введения, трех глав и заключения. Объектом исследования являются инженерно-геологические работы, проводимые при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог. Цель работы - изучение видов и объемов инженерно-геологических изысканий при организации строительства и реконструкции автомобильных дорог в районах с разными инженерно-геологическими условиями.

В процессе работы проводился анализ нормативных документов, регламентирующих проведение инженерно-геологических изысканий при строительстве и проектировании дорог, а так же материалов отчетов по инженерно-геологическим изысканиям на территории Краснодарского края. В результате исследования были выявлены основные особенности инженерно-геологических работ, осуществляемые при строительстве и реконструкции автомобильных дорог и даны рекомендации по оптимизации видов и объемов проводимых изысканий.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Инженерно-геологические условия Краснодарского края

1.1 Физико-географические условия

1.2 Геологическое строение

1.3 Опасные инженерно-геологические процессы

2. Особенности проектирования автомобильных дорог

2.1 Общие сведения об автомобильных дорогах

2.1.1 Автомобильная дорога - комплексное инженерное сооружение

2.1.2 Классификация автомобильных дорог

2.1.3 Нормы проектирования автомобильных дорог

2.2 Виды инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог и их назначение

2.2.1 Общие сведения о проведении инженерно-геологических изысканий

2.2.2 Особенности инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог

2.2.3 Особенности инженерно-геологических изысканий для реконструкции автомобильных дорог

3. Специфика инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог на примере разных объектов Краснодарского края

3.1 Сравнительная характеристика ИГ условий участков работ и факторов их формирования

3.2 Сравнительная характеристика видов и объемов работ

3.3 Рекомендации по оптимизации видов и объемов инженерно-геологических изысканий

Заключение

Список использованных источников

Приложение А. Схема районирования новейших структур юга европейской части России и северо-восточной части Черного моря

Введение

Автомобильные дороги являются важнейшей составной частью транспортной системы Краснодарского края. От уровня транспортно-эксплуатационного состояния и развития сети автомобильных дорог общего пользования во многом зависит решение задач достижения устойчивого экономического роста, а так же повышения качества жизни населения.

Для профессионального и качественного проектирования автомобильных дорог необходимо проводить инженерно-геологические изыскания. Данный вид исследований предоставляет максимум информации о геологических условиях и особенностях территории под строительство. Производство подобных работ предполагает детальное изучение строительных свойств грунтов, инженерно-геологического обследования мест устройства дорожных сооружений, подробного обследования отдельных мест, которые требуют индивидуального проектирования, обследования грунтовых резервов для возведения земляного полотна дороги, поиска и разведки месторождений дорожно-строительных материалов.

При разработке проектов автомобильных дорог инженерно-геологические обследования являются одной из самых важных составляющих комплекса изыскательских работ. Инженерно-геологические изыскания при строительстве и проектировании автомобильных дорог обширны и имеют некоторую специфику, которая обусловлена, прежде всего, большой протяженностью и строительством на участках с различными инженерно-геологическими условиями.

Очевидно, что чем больше объемы и виды изыскательских работ, тем больше требуется финансовых затрат, поэтому вопрос зависимости объемов и видов инженерно-геологических изысканий от инженерно-геологических условий территории, должен быть детально изучен. Осведомление в этом вопросе позволит сэкономить на строительстве и проектировании автомобильной дороги за счет выбора участка ее расположения в менее сложных инженерно-геологических условиях, что сведет к минимуму количество необходимых инженерно-геологические изысканий.

Таким образом, объектом исследования являются инженерно-геологические работы, проводимые при проектировании, строительстве и реконструкции автомобильных дорог. Целью дипломной работы является изучение влияния инженерно-геологических условий территории на виды и объемы инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог.

В задачи данной работы входят:

- изучение особенностей строительства, проектирования, а так же реконструкции автомобильных дорог;

- сравнение инженерно-геологических условий разных участков Краснодарского края;

- анализ основных видов инженерно-геологических изысканий и их использования для проектирования автомобильных дорог;

- анализ взаимосвязи между видами и объемами работ, проведенных при изысканиях и инженерно-геологическими условиями территории;

- исследование на примере Краснодарского края возможностей оптимизации инженерно-геологических работ при строительстве автомобильных дорог;

Работа написана с использованием общенаучных методов, преимущественно по литературным источникам с привлечением различных нормативных документов, фондовых материалов и отчетов, полученных при прохождении производственной практики в ООО «Гео-Комплекс»

1. Инженерно-геологические условия Краснодарского края

Территория Краснодарского края достаточно сложная в инженерно-геологическом отношении, что обусловлено совокупностью множества факторов, таких как климат и рельеф, геологическое и гидрогеологическое строение, а так же развитием на территории края опасных инженерно-геологических процессов.

1.1 Физико-географические условия края

Краснодарский край находится на юге России, в юго-западной части Северного Кавказа и входит в состав Южного федерального округа, 45-я параллель делит территорию края на две равные части. На северо-востоке он граничит с Ростовской областью, на востоке -- со Ставропольским краем, на западе с Республикой Крым (через Керченский пролив, сухопутной границы нет), на юге -- с Республикой Абхазия. Внутри региона находится Республика Адыгея. Территория края омывается водами Азовского на северо-западе и Чёрного на юго-западе морей. Общая протяженность границ края - 1540 км, из них 800 км по суше и 740 км - по морю. Наибольшая протяженность края с севера на юг -- 327 км и с запада на восток -- 360 км. Территория Краснодарского края занимает площадь 75,5 тысяч квадратных километров. Краснодарский край является самым южным регионом России, его место расположения отмечено на рисунке 1.



Рисунок 1 - Краснодарский край на территории РФ [1]

Современный рельеф Краснодарского края сформировался в результате взаимодействия внутренних тектонических сил, определивших крупные его черты, и внешних денудационных сил, придавших этим крупным формам различный облик. Рельеф территории края отображен на рисунке 2.



Рисунок 2 - Карта рельефа Краснодарского края [2]

Рельеф Краснодарского край - разнообразный. Свыше 2/3 всей поверхности края занимает Кубанская равнина, неразрывно связанная по своему рельефу и природе с южной частью Русской равнины. К югу от Кубанской равнины располагается другая часть Краснодарского края, занимающая менее 1/3 его поверхности, входящая почти полностью в горную систему Большого Кавказа. На восточной границе края расположен западный склон Ставропольской возвышенности, которая не относится к системе Большого Кавказа. На западной границе края находится Таманский полуостров, который нельзя полностью отнести ни к горной, ни к равнинной части края.

Сама Кубанская равнина не является однородной в своих различных частях. В ее состав входят:

1) Кубанско-Приазовская низменность

2) Приазовская дельтовая низменность

3) Прикубанская наклонная равнина

Кубано-Приазовская низменность расположена к северу от Кубани и занимает наибольшую часть пространства Кубанской равнины. Водораздельные пространства этой низменности сложены лессовидными суглинками - наносами древних рек и древних водоледниковых потоков (древнеаллювиальными и флювиогляциальными отложениями). Низменность наклонена в основном к северо-западу - в сторону Азовского моря, но у границы с Ростовской областью имеются уклоны к северу, о чем свидетельствует течение реки Большой Ельбузд, впадающей в реку Кагальник. На границе со Ставропольским краем низменность наклонена к востоку, о чем говорит течение реки Калалы, впадающей в реку Егорлык. Характер поверхности Кубано-Приазовской низменности не везде одинаков. В пределах Ейского полуострова рельеф плоский, речной сток отсутствует, высота над уровнем моря 10 - 20 метров. В своей центральной части Кубано-Приазовская низменность расчленена долинами рек и имеет слабоволнистый рельеф. В восточной части низменности высоты над уровнем моря достигают 100 - 200 метров. Здесь значительное количество балок и долин небольших рек, главным образом верховья степных рек.

Приазовская дельтовая низменность располагается в дельтах рек Кубани, Кирпили, Бейсуга Челбаса; сложена дельтовыми отложениями, высота над уровнем моря 0 - 20 м. Рельеф плоский. Прибрежные части дельт, как правило, заболочены. Значительная часть заболоченных участков в настоящее время осушена или осушается. Те части дельт которые расположены на незначительном расстоянии от моря и высохли естественным путем, трудно различимы от прилегающей равнины. Приазовская дельтовая низменность отличается от Азово-Прикубанской низменности не только своей высотой и плоским рельефом, но также своеобразными формами залегания подпочвенных песчаных и глинистых отложений.

Прикубанская наклонная равнина расположена между долиной Кубани -- на севере, и горами -- на юге. В долине Кубани на значительном расстоянии протянулись Закубанские плавни, к югу от которых равнина постепенно повышается, достигая 250 -- 300 м над уровнем моря. Равнина сложена разнообразными отложениями, главным образом речного происхождения: галечниками, песками, глинами, прикрытыми сверху лессовидными суглинками.

К территории Краснодарского края относится юго-западная часть Ставропольской возвышенности, достигающая 623 м над уровнем моря (в пределах Ставропольского края -- свыше 800 м).

Ставропольская возвышенность -- это в общем пологое, глыбовое поднятие. Южный крутой склон возвышенности, прорезанный оврагами и балками, издали производит впечатление горного хребта.

Таманский п-ов представляет собой сочетание ровных, платообразных участков с грядами и холмами -- сопками, достигающими 164 м. над уровнем моря. Сопки молодые, округлой или эллипсовидной формы -- антиклинали сложены морскими отложениями палеогена, в понижениях между сопками встречаются еще более молодые морские отложения. Большинство сопок в недавнее время извергали, а некоторые продолжают извергать и сейчас холодную грязь (сопочную брекчию) сложного химического состава. Встречаются выходы нефти и метана (горючего газа).

Таманский полуостров непосредственно не связан (орографически и тектонически) с Большим Кавказом. Хребет Большого Кавказа начинается недалеко от г. Анапы и ст. Гостагаевской. Нередко считают, что это и есть начало Г. Кавказского хребта. Однако невысокие и средневысотные горы, расположенные между г. Анапой и горным массивом Чугуш (Черноморский Кавказ), не представляют собой единого хребта, а состоят из двух или трех параллельных горных цепей. В ряде случаев отсутствует параллельное расположение горных цепей, а местами эта полоса гор представляет собой довольно беспорядочное скопление поднятий, имеющих разную форму и высоту.

Только начиная от горного массива Фишт (2862 м) или даже от горного массива Чугуш (3240 м), прослеживается отчетливо горная цепь, образующая единый водораздел между северными и южными склонами. Наибольшей высоты Главный, или Водораздельный, хребет достигает в пространстве между верховьями рек Малой Лабы и Мзымты.

К северу от Главного Кавказского хребта, начинаясь у р. Белой и уходя на восток за пределы края, расположен Передовой (Боковой) хребет. Его высшая точка - гора Эльбрус (5663 м) - расположена не в Краснодарском, а в Ставропольском крае.

В пределах Краснодарского края высшей точкой Передового хребта является горный массив Машиго (3161м). Передовой хребет не образует сплошной горной цепи, а состоит из ряда крупных горных массивов. Целый ряд горных вершин в нашем крае поднимается выше линии вечных снегов, проходящей на высоте 2700 - 3000 м над уровнем моря. Вечные снега и ледники имеются на таких вершинах, как Чугуш, Фишт, Псеашхо, Цахвоа, Агепста, Магишо и некоторые другие. Всего в Краснодарском крае насчитывается свыше 200 горных ледников, занимающих площадь 24 кв. км.

Немаловажное влияние на формирование инженерно-геологических условий оказывает климат. Он формируется под воздействием комплекса физико-географических условий. Территория края располагается на границе двух поясов - умеренного и субтропического, с чем и связаны особенности радиационного режима и циркуляции атмосферы. Основные характеристики климата края приведены на рисунке 3.



Рисунок 3 - Основные характеристики климата Краснодарского края [3]

автомобильный дорога инженерный геологический

Территория Краснодарского края в течение года находится под воздействием воздушных масс различного происхождения. Господствующим над территорией края является воздух умеренных широт. С Атлантического океана с запада и северо-запада поступают морские умеренные воздушные массы, приносящие облачную погоду и значительное количество осадков, вызывая зимой потепление и дождь вперемешку со снегом, а летом -понижение температуры и дождь. С востока со стороны сибирского антициклона (Азиатского максимума) и из Средней Азии поступают континентальные умеренные воздушные массы. Зимой они приносят ясную холодную погоду, летом - жару и сухость. Иногда на территорию края вторгаются трансформированные арктические воздушные массы, проникая вплоть до Большого Кавказского хребта, где, упираясь в высокую стену Большого Кавказа и Ставропольскую возвышенность, растекаются по равнинам, а на склонах Большого Кавказа обостряются фронты циклонов. Хребты Большого Кавказа защищают Черноморское побережье края от холодных ветров, что обусловливает здесь черты субтропического климата [4].

Температура изменяется как от севера к югу, так и в зависимости от высоты места. На большей части территории средняя годовая температура составляет 10-11°С. Средние температуры января колеблются от - 4°С (на равнинных территориях) до 5°С (на Черноморском побережье). Средние температуры июля 22-24°С.

В условиях разнообразного климата края осадки являются весьма изменчивым элементом. Наряду с наличием сухих периодов, когда осадков нет совсем или они выпадают в малых количествах, бывают более или менее продолжительные периоды с большим количеством и частым их выпадением. Среднее годовое количество осадков колеблется от 450 мм (Таманский полуостров) до 3000 мм (высокогорные районы края, массив Фишт - Оштен). Больше всего осадков выпадает на южном склоне Большого Кавказского хребта в районах, прилегающих к зоне влажных субтропиков края. В полосе северных предгорий и низкогорий обычны осадки от 600 до 800 мм, на Кубанской равнине - 400-600 мм. Наиболее сложными климатическими условиями обладают горные районы края [4].

Как в горах, так и на равнинах активному развитию опасных и неблагоприятных экзогенных геологических процессов способствуют экстремальные климатические условия, такие как быстрое таяние снега в связи с внезапным подъемом температуры, выпадение за короткий период большого количества осадков и др.

Реки также оказывают значительное влияние на формирование инженерно-геологических условий. Наиболее важными параметрами является их режим. На рисунке 4 отображена гидрологическая карта Краснодарского края.

Рисунок 4 - Гидрологическая карта Краснодарского края[3]

Разнообразие климатических условий, характера рельефа, растительности определяют режим рек края, и в зависимости от этого все они подразделяются на бассейн рек Азово-Кубанской низменности, бассейн реки Кубани и бассейн рек Черноморского побережья.

Реки бассейна Азово-Кубанской низменности (степные) в основном текут в северо-западном направлении и впадают в Азовское море. Наиболее значительные из них: Ея, Сосыка, Челбас, Бейсуг, Кирпили, Понура. У степных рек края низкие берега, неглубокие речные долины, спокойное течение. Большая часть стока этих рек зарегулирована [5].

Кубань является важнейшей водной артерией Краснодарского края, имеет многочисленные левобережные притоки. Наиболее крупные из них: Малый и Большой Зеленчук, Уруп, Лаба, Белая, Пшиш, Псекупс, Афипс. Площадь бассейна Кубани 57,9 тыс. км. Для этих рек характерно достаточно выраженное половодье в мае - июне, что связано с годовым максимумом осадков в это время и интенсивным таянием снега в горах. На них также происходит несколько паводков в году [6].

Реки Бассейна Черноморского побережья стремительные и бурные, отличаются большим падением и уклонами. Многие из них образовали глубокие и узкие долины. Для этих рек характерны очень кратковременные и многочисленные паводки, которые зачастую приводят к сильным разрушениям. К наиболее крупным рекам Черноморья относятся Мзымта, Шахе, Псоу, Сочи, Шапсухо, Туапсе, Пшада.

В годовом ходе уровней рек разных районов территории Краснодарского края наблюдаются существенные различия, оказывающие значительное влияние на сроки наступления основных фаз уровенного режима и на соотношение наивысших уровней весеннего половодья и дождевых паводков.

Реки Краснодарского края осуществляют значительную геологическую работу. Большая часть из них характеризуется высокими скоростями течения, быстрым подъемом воды. Именно по долинам рек развивается большинство таких опасных ЭГП, как оползни и обвалы, здесь же раполагаются многочисленные населенные пункты, дороги и другие хозяйственные объекты.

1.2 Геологическое строение территории края

Территория края сложена разнообразными горными породами. Здесь представлены как осадочные толщи, так и магматические и метаморфические породы в возрастном диапазоне от докембрия до четвертичного периода включительно. Для строительства наиболее важное значение имеют широко распространенные в освоенной части Краснодарского края четвертичные отложения различного генезиса. Распространение четвертичных отложений на территории края отображено на рисунке 5.

Рисунок 5 - Карта четвертичных отложений Краснодарского края [3]

Четвертичные отложения широко развиты как в горных областях края, так и в предгорных и межгорных депрессиях. В горной области выделяются следующие генетические типы: ледниковые отложения (морены) - грубообломочные, неотсортированные накопления; флювиогляциальные, аллювиальные и пролювиальные отложения - валунно-галечниковые образования, пески, суглинки; озерные отложения - суглинки; отложения склонов - делювиальные, оползневые, солифлюкционные.

В предгорных и межгорных депрессиях развиты: пролювиальные и аллювиально-пролювиальные отложения предгорных наклонных равнин, образованных слиянием обширных конусов выноса (галечники, суглинки, пески), аллювиальные образования террас (галечники, суглинки, пески), покровы лессовидных суглинков полигенного происхождения, морские отложения, представленные мелководной фацией (конгломераты, галечники, пески, ракушечники, суглинки, глины)

В равнинной части Предкавказья широким распространением пользуются четвертичные отложения в Кубанской депрессии, где их мощность достигает 200-300м. Континентальные образования представлены террасами, уровни которых постепенно снижаются к северу, и отложения более молодых террас нередко перекрывают более древние. Сложены они песчано-галечниковыми образованиями, перекрыты с поверхности (кроме самых молодых террас) делювиальными суглинками мощностью до 50-80 м [7].

На Черноморском побережье и в низкогорной части края обнажены или прикрыты маломощным чехлом четвертичных образований отложения мела - неогена, представленные флишевой формацией, различными карбонатными и глинистыми породами [8].

Все вышеперечисленные отложения содержат подземные воды, которые по условию залегания разделяются на две группы - грунтовые и напорные.

Грунтовые воды, несмотря на небольшую глубину залегания и широкое практическое использование, изучены еще очень слабо. Они отличаются весьма разнообразным химическим составом и пестрой минерализацией.

Напорные воды изучение боле подробно. Они имеют довольно выраженный характер распространения и не отличаются такой пестротой минерализации и химического состава, что позволяет установить их гидрохимическую зональность на значительных площадях. На большей части территории Краснодарского края напорные воды четвертичных отложений имеют локальное распространение. В западной части ее они связаны с континентальными песчано-галечниковыми отложениями нижнего, среднего и верхнего отделов четвертичной системы залегающими на отложениях верхнего плиоцена. Мощность их колеблется от 30 до 50м. Воды вскрываются скважинами на глубинах от 10 до 40 м, причем они обладают небольшими напорами и на поверхность обычно не самоизливаются. Воды пресные, преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые и гидрокарбонатно-кальциево-натриевые. Питание водоносных горизонтов происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, а также напорных вод нижележащих верхнеплиоценовых отложений. Разгрузка его осуществляется лишь частично - в вышележащие четвертичные образования. Водоносный горизонт используется для водоснабжения многих населенных пунктов, в том числе и г. Краснодара [7]. Схематические карты грунтовых вод четвертичных отложений, а так же гидрогеологического районирования представлены на рисунках 6 и 7.



Условные обозначения: Воды делювия 1- ультрапресные в области развития докембрийско-палеозойских пород ;2 - пресные и с повышенной минерализацией, в области распространения нижнеюрских отложений и ааленского яруса; 3 - с повышенной минерализацией, в области распространения среднеюрских отложений; 4 - пресные, в области распространения нижнемеловых отложений; 5 - пресные, в области распространения верхнемеловых отложений; 6 - пресные и с повышенной минерализацией, в области распространения палеоценовых и эоценовых отложений; 7 - минерализованные, в области распространения соленосных отложений майкопской серии; 8 - пресные, с повышенной и высокой минерализацией, в области распространения неогеновых отложений; 9 - пресные воды аллювия горных рек , с повышенной и высокой минерализацией равнинных рек; 10 - пресные воды аллювиально-фливоиогляциальных отложений глубоких предгорных впадин и долины реки Кубань; 11- воды пестрой минерализации аллювиальных, морских и озерно-лиманных отложений дельт реки Кубань; 12 - ледники.

Рисунок 6 - Схематическая карта грунтовых вод четвертичных отложений Краснодарского края (Составлена на базе схематической карты грунтовых вод четвертичных отложений Северного Кавказа) [7]

Условные обозначения: 1 - Бассейн подземных вод Большого Кавказа с системой малых межгорных и предгорных артезианских бассейнов; 2 - Моноклиналь южного склона Большого Кавказа с системой малых предгорных артезианских бассейнов; 3 - горноскладчатая область центральной части Большого Кавказа; 4 - Горная область моноклинали северного склона Большого Кавказа; 5 - Полоса предгорий моноклинали северного склона Большого Кавказа; 6 - Система малых артезианских бассейнов Таманского полуострова; 7 - Азово-Кубанский артезианский бассейн; 8 - Бассейн подземных вод Ставропольского сводового поднятия и его склонов; 9 - границы бассейнов второго порядка; 10 - границы бассейнов третьего и четвертого порядков; 11 - направление движения подземных вод в напорной зоне; 12 - граница территории.

Рисунок 7 - Схематическая карта гидрогеологического районирования Краснодарского края (Составлена на базе схематической карты гидрогеологических районов Северного Кавказа)[7]

Помимо этого, территория Краснодарского края находится на стыке нескольких тектонических структур, что также определяет сложность инженерно-геологических условий. К основным структурам относятся: горное сооружение Большого Кавказа, Предкавказский прогиб, Ставропольское поднятие, Скифская плита и на самом севере края - выступ кристаллического фундамента Восточно-европейской платформы [9, 10].

1.3 Опасные инженерно-геологические процессы

На территории Краснодарского края широко развиты почти все опасные инженерно-геологические процессы (за исключением вечной мерзлоты): оползни, обвалы, сели, сейсмогеологические деформации, карст, просадки, эрозия, абразия морских берегов и другие, осложняющие инженерно-геологические условия края [11].

Сейсмичность территории Краснодарского края колеблется в различных пределах, достигая максимальных значений при 10% вероятности (карта ОСР А) - 8 баллов на Черноморском побережье и в горной части края. При 1 % вероятности максимальная сейсмичность - 10 баллов в южной части края, а значительной части края (как горной, так и равнинной) присвоена сейсмичность 8 баллов.

В целом территория Краснодарского края характеризуется сложными инженерно-геологическими условиями, предопределенными большим разнообразием геологических формаций, их интенсивной тектонической нарушенностью, многообразием геоморфологических форм и активной современной сейсмичностью. При проведении инженерно-геологического районирования по Краснодарскому краю выделено более 630 разновидностей грунтов, систематизированных по стратиграфо-генетическим комплексам в пределах инженерно-геологических областей с учетом геоморфологического положения (карта ИГ районирования). Также выделены участки с различной степенью благоприятности для строительства.

Всего по Краснодарскому краю выделено:

-26 участков - благоприятных для строительства, занимающих до 20% территории;

-140 участков - условно благоприятных для строительства, занимающих до 50%территории;

-128 участков - не благоприятных для строительства, занимающих до 30% территории края [12].

Это позволяет сделать вывод, что как строительство в целом, так и проектирование автомобильных дорог в частности, на большей части территории края ведутся в относительно благоприятных и неблагоприятных инженерно-геологических условиях, что соответственно накладывает отпечаток на характер инженерно-геологических изысканий.

2. Особенности проектирования автомобильных дорог

В данной главе приведены общие сведения об автомобильных дорогах, нормах их проектирования, а так же раскрыта тема инженерно-геологических изысканий проводимых для их проектирования.

2.1 Общие сведения об автомобильных дорогах

В разделе будет дана характеристика автомобильных дорог как комплексного инженерно-геологического сооружения, описана их подробная классификация, а так же раскрыты общие принципы проектирования автомобильных дорог.

2.1.1 Автомобильная дорога - комплексное инженерное сооружение

Автомобильная дорога состоит из комплекса сооружений, обеспечивающих безопасное движение транспортных средств с расчетной скоростью на всем протяжении в течение всего года при любых погодных условиях.

Движение автомобилей происходит по полосе поверхности дороги, называемой проезжей частью. К проезжей части с двух сторон примыкают обочины. Проезжая часть располагается на земляном полотне. Земляное полотно сооружают для обеспечения устойчивости проезжей части и сглаживания неровностей рельефа. На участках понижения местности, а также на сырых и заболоченных участках земляное полотно устраивают в виде насыпи -- искусственно насыпанного и уплотненного грунта. Отдельные возвышения местности срезают, и в этом случае земляное полотно проходит в выемке.

Воду, притекающую к дороге или стекающую с ее поверхности, отводят системой водоотводных канав и лотков в пониженные места. Там, где земляное полотно пересекает лощины, овраги, ручьи и реки, обеспечивают пропуск воды, притекающей с нагорной стороны путем устройства специальных водопропускных сооружений в виде труб и мостов.

При пересечении автомобильной дороги с другой автомобильной дорогой или с железной дорогой земляное полотно может быть устроено в одном уровне с полотном пересекаемой дороги или в разных уровнях. В последнем случае для пропуска движения устраивают тоннели, эстакады и путепроводы.

Такие сооружения, как трубы, мосты, путепроводы, эстакады, тоннели, подпорные стены, защитные галереи и другие, называются искусственными сооружениями.

Полоса местности, выделяемая для расположения на ней дороги, всех ее сооружений и посадки зеленых насаждений, называется полосой отвода, или дорожной полосой. Части дорожной полосы, находящиеся за пределами земляного полотна, называют обрезами.

Полоса отвода находится в распоряжении дорожных организаций и изымается из ведения тех землепользователей, за которыми была закреплена до постройки дороги. Ширина полосы зависит от категории дороги и условий снегозаносимости местности; она устанавливается проектом на строительство дороги. В пределах населенных мест, заповедников или ценных сельскохозяйственных угодий устанавливается наименьшая ширина полосы отвода, фактически необходимая для размещения земляного полотна. В период строительства дороги на обрезах полосы отвода устраивают грунтовую дорогу для обслуживания строительных работ, которая при эксплуатации основной дороги используется как летний тракторный путь. На полосе отвода располагают также линии связи, велосипедные и пешеходные дорожки.

На подходах к большим водным и другим преградам, требующим устройства крупных искусственных сооружений, допускается совмещение летних тракторных и объездных дорог с основной дорогой. В этом случае устраивают въезды на основную дорогу и уширяют земляное полотно. Тракторы н гужевой транспорт движутся по уширенной обочине или по проезжей части основной дороги повышенной прочности.

Для обеспечения безопасности движения необходимо также устраивать велосипедные и пешеходные дорожки. Пешеходные дорожки устраивают на всех участках дорог, проходящих через населенные пункты, независимо от интенсивности движения пешеходов, а на подходах к населенным пунктам и в зонах, расположенных вблизи населенных пунктов и автобусных остановок, при количестве пешеходов, превышающем 100 чел./сут. Число полос пешеходного движения тротуаров устраивается не менее двух из расчета 750 человек на одну полосу движения шириной 0,75 м. Во избежание неорганизованных пересечении пешеходами проезжей части автомобильных дорог в населенных пунктах предусматривается устройство ограждений в виде металлических сеток, посадок колючего кустарника и прочее [13].

2.1.2 Классификация автомобильных дорог

Автомобильные дороги по условиям движения и доступа на них транспортных средств разделяют на три класса:

- автомагистраль,

- скоростная дорога,

- дорога обычного типа (не скоростная дорога).

К классу «автомагистраль» относят автомобильные дороги: имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой; не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками; доступ на которые возможен только через пересечения в разных уровнях, устроенных не чаще чем через 5 км друг от друга.

К классу «скоростная дорога» относят автомобильные дороги: имеющие на всем протяжении многополосную проезжую часть с центральной разделительной полосой; не имеющие пересечений в одном уровне с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками; доступ на которые возможен через пересечения в разных уровнях и примыкания в одном уровне (без пересечения потоков прямого направления), устроенных не чаще, чем через 3 км друг от друга.

К классу «дороги обычного типа» относят автомобильные дороги, не отнесенные к классам «автомагистраль» и «скоростная дорога»: имеющие единую проезжую часть или с центральной разделительной полосой; доступ на которые возможен через пересечения и примыкания в разных и одном уровне, расположенные для дорог категорий IB, II,III не чаще, чем через 600 м, для дорог категории IV не чаще, чем через 100 м, категории V- 50 м друг от друга.

Автомобильные дороги по транспортно-эксплуатационным качествам и потребительским свойствам разделяют на категории в зависимости от:

- количества и ширины полос движения;

- наличия центральной разделительной полосы;

- типа пересечений с автомобильными, железными дорогами, трамвайными путями, велосипедными и пешеходными дорожками;

- условий доступа на автомобильную дорогу с примыканий в одном уровне. Основные технические характеристики классификационных признаков автомобильных дорог приведены в таблице 1 [14].

Таблица 1 - Классификационные признаки автомобильных дорог

Класс авт. дороги	Категория авт. дороги	Общее кол-во полос движения	Ширина полосы движения, м	Центральная разделительная полоса	Пересечения с авт. дорогами, велосипедными и пешеходными дорожками	Пересечения с железными дорогами и трамвайными путями	Доступ на дорогу с примыкания в одном уровне
Автомагистраль	IA	4 и более	3,75	Обязательна	В разных уровнях	Не допускается
Скоростная дорога	IБ	4 и более	3,75			Допускается без пересечения прямого направления
Дорога обычного типа (не скоростная дорога)	IB	4 и более1)	3,75	Обязательна	Допускаются пересечения в одном уровне со светофорным регулированием	В разных уровнях
	II	4	3,5	Допускается отсутст вие2)			Допускается
		2 или 33)	3,75	Не требуется	Допускаются пересечения в одном уровне4)
	III	2	3,5
	IV	2	3,0			Допускаются пересечения в одном уровне
	V	1	4,5 и более
1) Более шести полос допускается только на существующих автомобильных дорогах. 2) На дороге категории II требование к наличию разделительной полосы определяется проектом организации дорожного движения. 3) Три полосы движения только для существующих автомобильных дорог. 4) Пересечение 4-полосной дороги категории II с аналогичной осуществляется в разных уровнях. Другие варианты пересечения дорог категории II с дорогами категорий II и III могут осуществляться как в разных уровнях, так и в одном (при условии светофорного регулирования, «отнесенных» левых поворотов или пересечения кольцевого типа).

2.1.3 Нормы проектирования автомобильных дорог

Основными нормативными документами на проектирование автомобильных дорог являются: строительные нормы и правила Российской Федерации СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги; ГОСТ 21.001-93 СПДС Система проектной документации в строительстве. Общие положения; ГОСТ 21.101-97 СПДС. Основные требования к проектной и к рабочей документации, разработанные в рамках системы нормативных документов в строительстве; ГОСТ Р 52398-2005. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования и ГОСТ Р 52399-2005. Геометрические элементы автомобильных дорог. Указанные нормативные документы распространяются на проектирование вновь строящихся и реконструируемых автомобильных дорог общего пользования и на подъездные дороги; не распространяются - на проектирование временных автомобильных дорог различного назначения (срок службы менее 5 лет), автозимников в лесозаготовительных, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, а так же в карьерах.

Проектирование автомобильных дорог должно осуществляться на основе планов территориального планирования объектов транспорта с учетом перспектив развития экономики районов и наиболее эффективного сочетания проектируемой дороги с существующей и проектируемой транспортной сетью.

Проектные решения автомобильных дорог должны обеспечивать: безопасное и удобное движение автомобильных и других транспортных средств со скоростями, нагрузками и габаритами, установленными настоящими нормами, а также сервисное обслуживание пользователей автомобильными дорогами и безопасное движение пешеходов, соблюдение принципа зрительного ориентирования водителей, удобное и безопасное расположение примыканий и пересечений, необходимое сцепление шин автомобилей с поверхностью проезжей части, необходимое обустройство автомобильных дорог, в том числе защитными дорожными сооружениями, а также производственные объекты для ремонта и содержания дорог.

Автомобильные дороги в соответствии с таблицей 2 разделяются в отношении норм проектирования на пять категорий в зависимости от интенсивности движения и значения в сети автомобильных дорог РФ.

Таблица 2 - Категории дорог в зависимости от интенсивности движения

Категория дорог	Расчетная интенсивность движения, приведенная к легковому автомобилю, прив.ед./сутки	Функциональное назначение в сети дорог
IА автомагистрали	Св. 14000	Федеральные
IБ скоростные магистральные	Св. 14000
IВ, II обычные	Св. 6000		Региональные или межмуниципальные
III	Св. 2000 до 6000			Местные
IV	Св. 200 до 2000
V	До 200
Примечание: 1. Категория подъездных дорог к промышленным и сельскохозяйственным предприятиям, подъездов к аэропортам, морским и речным портам, железнодорожным станциям, подъезды к крупным городам объездных и кольцевых дорог вокруг крупных городов назначаются в соответствии с их значимостью и расчетной интенсивностью движения и соотношения между транзитным и местным движением. 2. При применении одиночных требований для дорог IА, IБ, IС категорий в тексте норм они отнесены к 1 категории.

При определении расчетной интенсивности по прогнозным данным, коэффициенты приведения интенсивности движения различных транспортных средств к легковому автомобилю следует принимать по таблице 3.

Таблица 3- Коэффициенты приведения интенсивности движения транспортных средств

Типы транспортных средств	Коэффициент приведения
Легковые автомобили	1
Мотоциклы с коляской	0,75
Мотоциклы и мопеды	0,5
Грузовые автомобили грузоподъемностью, т:
2	1,5
6	2
8	2,5
14	3
Свыше 14	3,5
Автопоезда грузоподъемностью, т:
12	3,5
20	4
30	5
Свыше 30	6
Примечания: 1. При промежуточных значениях грузоподъемности транспортных средств коэффициенты приведения следует определять интерполяцией. 2. Коэффициенты приведения для автобусов и специальных автомобилей следует принимать как для базовых автомобилей соответствующей грузоподъемности. 3. Коэффициенты приведения для грузовых автомобилей и автопоездов следует увеличивать в 1,2 раза при пересеченной и горной местности.

Категория дороги (при наличии данных) допускается назначать в соответствии с наибольшей перспективной часовой интенсивностью движения:

- Свыше 2400 прив. ед/ч - I категория;

- От 1600 до 2400 прив. ед/ч - II категория;

- От 800 до 1600 прив. ед/ч - III категория.

Расчетную интенсивность движения следует принимать суммарно в обоих направлениях на основе данных экономических изысканий. При этом за расчетную надлежит принимать среднегодовую суточную приведенную к легковому автомобилю интенсивность движения за последний год перспективного периода, а при наличии данных о часовой интенсивности движения - наибольшую часовую интенсивность, достигаемую (или превышаемую) в течение 50 ч за последний год перспективного периода, выражаемую в единицах, приведенных к легковому автомобилю.

В случаях, когда среднемесячная суточная интенсивность наиболее напряженного в году месяца более чем в 2 раза превышает установленную на основе экономических изысканий или расчетов среднегодовую суточную, последнюю, для назначения категории дороги, следует увеличивать в 1,5 раза.

Автомобильные дороги общего пользования предназначены для пропуска автотранспортных средств габаритами: по длине одиночных автомобилей до 12 м и автопоездов до 20 м, по ширине до 2,5 м, по высоте до 4 м для дорог I-IV категорий и до 3,8 м для дорог V категории.

Принимаемые в проектах основные технические решения должны создавать предпосылки для обеспечения роста производительности труда, экономии основных строительных материалов и топливно-энергетических ресурсов. Их следует обосновывать разработкой вариантов со сравнением технико-экономических показателей: стоимости строительства, затрат на ремонт и содержание дорог, потерь, связанных с воздействием на окружающую среду при строительстве и эксплуатации, себестоимости перевозок, безопасности движения, изменения производственных условий обслуживаемых дорогами хозяйств и прилегающих к дорогам территорий и других факторов.

При проектировании автомобильных дорог необходимо предусматривать мероприятия по охране природной среды, обеспечивающие минимальное нарушение сложившихся экологических, геологических, гидрогеологических и других естественных условий. При разработке мероприятий необходимо учитывать бережное отношение к ценным сельскохозяйственным угодьям, к зонам отдыха, культурно-историческим объектам и местам расположения лечебно-профилактических учреждений и санаториев. Места расположения мостов, конструктивные и другие решения не должны приводить к резкому изменению режимов рек, а сооружение земляного полотна - к резкому изменению режима грунтовых и стока поверхностных вод. Проекты автомобильных дорог I-IV категорий в части безопасности движения должны согласовываться с органами ГИБДД и органами управления по делам ГО и ЧС соответствующего уровня [15].

2.2 Виды инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог и их назначение

В данном разделе будут описаны общие сведения о проведении инженерно-геологических изысканий, как в целом, так и для проектирования автомобильных дорог в частности. Так же будет раскрыта тема особенностей инженерно-геологических изысканий при реконструкции автомобильных дорог.

2.2.1 Общие сведения о проведении инженерно-геологических изысканий

Проектирование и строительство автомобильных дорог регламентируется рядом общих нормативных документов, используемых и в других отраслях строительства, важнейшие из которых:

§ СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства»;

§ СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства»;

§ СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений»

§ СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

§ СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах»

§ СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»

Используется ряд ГОСТов, обеспечивающих исследование грунта:

§ ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация»

§ ГОСТ 5180-84 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик»

§ ГОСТ 12536-79 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава»

§ ГОСТ 20522-96. «Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний»

§ ГОСТ 30416-96. «Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения»

§ ГОСТ 12248-96. «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости»

§ ГОСТ 30672-99. «Грунты. Полевые испытания. Общие положения»

§ ГОСТ 20069-81 «Грунты. Метод полевого испытания статическим зондированием»

§ ГОСТ 22733-77 «Гpунты. Mетoд лaбopaтopнoгo oпpеделения мaкcимaльнoй плoтнocти».

Кроме того при проектировании и строительстве автомобильных дорог применяется ряд специфических нормативных документов, основными из которых являются: строительные нормы и правила Российской Федерации СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги; ГОСТ 21.001-93 СПДС Система проектной документации в строительстве. Общие положения; ГОСТ 21.101-97 СПДС. Основные требования к проектной и к рабочей документации, разработанные в рамках системы нормативных документов в строительстве; ГОСТ Р 52398-2005 . Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования и ГОСТ Р 52399-2005. Геометрические элементы автомобильных дорог. Указанные нормативные документы распространяются на проектирование вновь строящихся и реконструируемых автомобильных дорог общего пользования и на подъездные дороги; не распространяются - на проектирование временных автомобильных дорог различного назначения (срок службы менее 5 лет); автозимников; в лесозаготовительных, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, а так же в карьерах.

Несмотря на то, что инженерно-геологические изыскания строго регламентируются приведенными выше документами, их объем и специфика зависит от конкретных задач и особенностей территории.

В целом согласно СНиП 11-02-96, СП 11-105-97 [16,17] инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий района (площадки, участка, трассы) проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы. Составляется прогноз возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды.

2.2.2 Особенности инженерно-геологических изысканий при проектировании автомобильных дорог

Инженерно-геологические изыскания наряду с геодезическими и гидрометеорологическими работами являются основным видом изысканий, выполняемых для строительства автомобильных дорог.

Задачей инженерно-геологических изысканий является:

а) совместно с экономическими, геодезическими, гидрологическими и природоохранными изысканиями обосновать правильный выбор трассы проектируемой дороги;

б) собрать исходные данные для проектирования автомобильной дороги и выявить условия ее строительства и эксплуатации в той части, в какой они определяются природными факторами района строительства (климат, рельеф, геологическое строение, гидрогеологические условия, почвы и грунты, современные физико-геологические процессы).

В состав работ, выполняемых при инженерно-геологических изысканиях, входит:

- сбор и обобщение данных о природных условиях района изысканий и материалов изысканий прошлых лет;

- инженерно-геологическая съемка с применением аэрометодов;

- горно-буровые работы;

- отбор проб грунтов и воды и определение их свойств полевыми и лабораторными методами;

- полевые опытные работы по определению физико-механических свойств грунтов, определение сопротивления грунтов сдвигу, пенетрации, испытания штампом и т.д.;

- геофизические исследования;

- стационарные наблюдения;

- камеральная обработка и составление отчетных материалов.

Объем и характер инженерно-геологических изысканий зависит от сложности и степени изученности природных условий района, а также от стадии проектно-изыскательских работ. При выполнении изысканий следует учитывать требования СНиП 1.02.07-87.

Инженерно-геологические изыскания для составления проекта выполняются на основе подробных изысканий и заключаются в детальном изучении природной обстановки района проложения трассы по выбранному направлению и конкурирующим вариантам в объеме, достаточном для проектирования земляного полотна, дорожной одежды и дорожных сооружений [18].

Инженерно-геологические работы при рабочем проектировании для рабочей документации и рабочего проекта выполняются:

а) на участках трассы, где по тем или иным причинам намечаются изменения ее местоположения или инженерно-геологические работы не выполнялись;

б) в местах индивидуального проектирования (оползни, осыпи, слабые грунты и др.), а также в районах с особыми природными условиями (места с наличием просадочных грунтов, карста подвижных песков и др.) с целью уточнения данных, полученных в результате произведенных ранее изысканий;

в) в местах устройства дорожных сооружений, в случаях изменения их схемы, смещения сооружений в плане, а также в сложных случаях для уточнения отметок заложения и условий фундирования опор мостов, труб, гражданских зданий и по трассам отдельных инженерных сооружений (подпорные и одевающие стенки), регуляционные сооружения, разного вида дренажные устройства, коммуникации и т.п.

В местах проектирования искусственных сооружений производятся опытные испытания грунтов;

г) при поисках и разведке месторождений строительных материалов и сосредоточенных резервов грунта в случаях невозможности использования ранее разведанных месторождений или изменения в потребных объемах добычи.

Основными методами изучения инженерно-геологических условий района проложения трассы и отдельных сложных мест при изысканиях автомобильных дорог являются: инженерно-геологическая рекогносцировка, инженерно-геологическая съемка и инженерно-геологическая разведка.

Инженерно-геологическая рекогносцировка производится для контроля, уточнения и дополнения собранных материалов изысканий прошлых лет. При ней устанавливаются и получают сравнительную оценку общих инженерно-геологических условий изучаемой территории для составления программы изысканий в случае отсутствия или недостаточности для этих целей материалов изысканий прошлых лет. Устанавливаются места распространения и характер развития неблагоприятных физико-геологических процессов. Выявляются изменения инженерно-геологических условий во времени, характер и причины деформаций зданий и сооружений.

При рекогносцировке проводятся маршрутные наблюдения и при необходимости - дешифрирование имеющихся аэрокосмоматериалов, аэровизуальных наблюдений, геофизические исследования, проходка отдельных горных выработок, отбор образцов грунтов, проб подземных вод и их лабораторные исследования.

Инженерно-геологическая съемка при изысканиях автомобильных дорог - это полевое изучение, описание и нанесение на план или карту инженерно-геологических условий местности существенных для проектирования, строительства и эксплуатации будущей дороги. Такое изучение производится по возможным вариантам трассы на полосе варьирования, в границах которой намечается размещение проектируемых сооружений и осуществление необходимых мероприятий для обеспечения их нормальной работы. Изучение производится, в основном, по визуальным признакам с производством некоторого количества полевых и лабораторных испытаний грунтов.