Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Общий раздел
• 1.1 Физико-географическое описание района
• 1.1.1 Административное положение
• 1.1.2 Рельеф и гидрографическая характеристика
• 1.1.3 Климат
• 1.1.4 Промышленно-экономическая характеристика
• 1.2 Геологическая, геофизическая, гидрогеологическая и инженерно-геологическая изученность
• 1.3 Геологическое строение
• 1.3.1 Стратиграфия и литология
• 1.3.2 Тектоника
• 1.3.3 Геоморфология
• 1.3.4 Полезные ископаемые
• 1.3.5 Гидрогеологические условия
• 1.3.6 Инженерно-геологические условия
• 2. Специальная часть
• 2.1 Описание площадки изысканий
• 2.1.1 Задачи, методы и объемы выполненных работ
• 2.1.2 Рельеф участка
• 2.1.3 Геологическое строение участка работ
• 2.1.4 Гидрогеологические условия участка
• 2.1.5 Физико-механические свойства грунтов
• 2.1.6 Инженерно-геологические процессы и явления
• 3. Технологический раздел
• 3.1 Проектируемые работы
• 3.1.1 Цели и задачи инженерно-геологических изысканий
• 3.1.2 Виды и объемы проектируемых работ
• 3.2 Сбор, обработка и анализ фактического материала
• 3.3 Топографо-геодезические работы
• 3.4 Буровые работы
• 3.4.1 Рекомендуемые режимы бурения
• 3.4.2 Специальные снаряды
• 3.5 Геофизические исследования
• 3.5.1 Методика ВЭЗ
• 3.6 Отбор проб
• 3.7 Стационарные наблюдения
• 3.7.1 Метод полевого определения температуры
• 3.8 Лабораторные работы
• 3.9 Камеральные работы и написание отчета
• 4. Охрана труда
• 4.1 Техника безопасности
• 4.1.1 Общие требования к технике безопасности
• 4.2 Общие правила
• 4.3 Общие положения при буровых работах
• 4.4 Строительно-монтажные работы
• 4.5 Устройство буровых установок
• 4.6 Инженерно-геологические работы
• 5. Охрана окружающей среды
• 5.1 Охрана природы
• 5.2 Охрана атмосферы
• 5.3 Охрана гидросферы
• 5.4 Охрана почв
• 5.5 Охрана растительности
• 5.6 Охрана геологической среды
• Заключение
• Библиографический список

Введение

Целью данного дипломного проекта является исследование инженерно-геологических условий и составление проекта инженерно-геологических изысканий для строительства многоуровневой автостоянки в г. Тюмень на стадии РД.

В настоящее время город Тюмень является административным, промышленным и культурным центром Тюменской области, в котором развивается производство, ведется активное строительство жилых домов, наблюдается прирост населения, а также рост благосостояния жителей города. При данных условиях увеличивается приобретение личного транспорта, что приводит к повышению спроса на автомобильные стоянки.

Задачами дипломного проекта являются: оценка инженерно-геологических условий территории г. Тюмень, изучение физико-механических свойств грунтов.

Полученные в ходе изысканий результаты, будут использованы для составления проекта инженерно-геологических изысканий для строительства многоуровневой автостоянки на стадии РД.

1. Общий раздел

1.1 Физико-географическое описание района

1.1.1 Административное положение

Город Тюмень расположен на реке Туре, по обоим ее берегам (рис. 1.1.). Правый берег реки высокий (30-40 м, обрывистый, непрерывно разрушаемый и требующий укрепления). Левый берег низкий, пойменный, застроенный, главным образом, деревянными домами, защищенными от паводков дамбой. Берега реки обустраиваются.

В административном отношении город Тюмень разделен на четыре административных округа - Центральный, Ленинский, Калининский и Восточный.

Центр города с северо-запада на юго-восток пересекается системой больших и глубоких оврагов, занимающих значительную территорию и образующих своеобразный ландшафт местности.

Застройка современной центральной части города представлена большим количеством общественных зданий областного и общегородского значения, перемежающихся с жилыми кварталами и отдельными домами.

Территория Калининского округа города является самой крупной. Располагается ряд промышленных и коммунально-складских объектов, так же проходит железнодорожная магистраль Свердловск-Омск, находятся также предприятия железнодорожного транспорта.

На севере граничит с Центральным округом, на востоке с Ленинским административным округом. На юго-востоке располагается Восточный округ.

Развитие города идет в западном и восточном направлении. Заречная часть города в настоящее время активно застраивается. В восточной части возникает большой жилой массив.

Рис. 1.1 Обзорная карта района г. Тюмени

Сложившаяся улично-дорожная сеть в центральной части города и на её окраинах представляет собой в основном прямоугольную систему с мелкой нарезкой кварталов. Существенными недостатками сети являются незначительная ширина улиц (20-25 м), излишняя частота широтных направлений, отсутствие ливневой канализации на большинстве улиц с твердым покрытием.

Источником централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения города служат поверхностные воды реки Туры и подземные воды. Суммарная производительность действующих водозаборов (Головной, Метелевский, Велижанский) 215 тыс.мі/сутки.

1.1.2 Рельеф и гидрографическая характеристика

Город Тюмень расположен в юго-западной части Западно-Сибирской равнины на территории Туринской низменности, представляющей собой полого-волнистую поверхность с незначительными понижениями, возникшими на месте древних ложбин стока, а также с небольшими увалами и гривами. Территория местами залесена и заболочена, рассечена долинами рек Тура и Пышма [1].

На расстоянии 18 км от Тюмени с запада на восток тянется Тарманское болото площадью около 1300 кмІ.

В геоморфологическом отношении территория города представляет собой слаборасчлененную равнину с общим слабовыраженным северо-восточным уклоном. Абсолютные отметки рельефа местности составляют 52-105м.

Территорию города занимают три надпойменные террасы, водораздел и пойма реки Туры. Уровни террас отчетливо прослеживаются даже в условиях городской застройки.

В целом, территория города и пригородов отражает естественный рельеф геоморфологических уровней долины реки Туры - водной артерии города. Долина развита в направлении с запада на восток. Ширина ее в пределах города от 3 до 4 км, к востоку она расширяется, но границы ее выражены слабо. На берегах Туры встречается большое количество террас высотой до 20-30 м и более над урезом воды. На обоих берегах равнинность рельефа обуславливает очень низкие уклоны поверхности в сторону долины реки Туры: от 0,1 на левом берегу до 0,3 - на правом. Крайне небольшие уклоны приводят к тому, что во время половодья левобережные притоки текут вспять, и Туринская вода по каналам и ручьям проникает на Тарманские болота. Распределение уклонов земной поверхности по территории города показаны на рис. 1.2.

Естественным дренирующим объектом на территории города при повсеместном распространении водозастойных условий является широко развитая овражно-балочная сеть на III и IV надпойменных террасах правого борта долины р. Туры. Наиболее крупными являются овраги "Бабарынка", "Городищенский" и "Тюменка".

Элементы рельефа на территории города и пригородов постепенно изменяются в результате деятельности человека: во многих местах добываются полезные ископаемые (песок, глина, торф) и появляются различных размеров карьеры, насыпи, канавы. Кое-где места выработок засажены лесом, освоены под дачные участки, в некоторых образовались небольшие озера.

Абсолютные отметки поверхности, достигающие местами 120 м, в пределах города Тюмени составляют 55-110 м. В долинах рек наблюдается понижение абсолютных отметок рельефа до 55-65 м, что связано с зонами распространения болотных массивов и озер.

Город Тюмень расположен в междуречье рек Туры и Пышмы, на право- и левобережье реки Туры. Река Тура разделяет город на две части. Гидрографическая сеть города, помимо р. Туры, представлена её притоками - р. Тюменка, Бабарынка, Ключи. Относительно широко, в пределах города, развиты взаимосвязанные озера, болота и заболоченные территории. К наиболее крупным озерам относятся - Турбеково, Алебашево, Круглое, Оброчное, Песьяное, Кривое. Степень изученности озер, речных и болотных систем в плане условий их формирования, гидрологического режима, питания и разгрузки - крайне низкая [1].

Река Тура впадает с левого берега в реку Тобол. Общая длина реки Туры 1030 км, площадь водосбора 80400 кмІ. Уклон реки незначителен и составляет 0.0 3%.

Рис. 1.2 Схематическая геоморфологическая карта с уклонами рельефа г. Тюмени

Ширина долины реки в среднем составляет 3-5 км. Прилегающая к долине местность преимущественно застроена. Склоны долины имеют высоту 10-15 м, умеренно крутые, как правило, задернованы, покрыты кустарником или лесом, частично застроены. Преобладающие отметки поймы - 54-55 м. На пойме имеются старичные озера. Отчетливо выраженные веера перемещения русловых валов указывает на то, что ранее русловой процесс протекал по типу свободного меандрирования.

Систематические наблюдения за гидрологическим режимом реки Туры ведутся с 1896 года. По характеру водного нормативного режима река Тура относится к типу рек с весенним половодьем и паводками в теплое время года, летне-осенней меженью и устойчивой зимней меженью. Основным источником питания реки Туры являются зимние осадки, которые формируют до 60-70 % годового стока. Поэтому половодье является основной фазой водного режима реки. Половодье на реке Туре формируется, в основном, вследствие таяния снега горной части бассейна, однако существенно влияют на характер половодья и метеорологические условия по всему бассейну реки (запасы воды в снеге, глубина промерзания почвы, уровень осеннего увлажнения почво-грунтов, погодные условия весны и т.д.).

Первые ледовые образования на реке Туре в г. Тюмени появляются вскоре после перехода температуры воздуха через 0° С в виде заберегов, шуги, сала, охватывая период с 15.10 по 6.12 при средней дате появления 31.10.

Ледостав устанавливается 5.11. при крайних значениях 19.10-6.12. Средняя продолжительность ледостава 162 дня (192-130). Толщина льда в течение зимы в районе города Тюмени до 62 см. Максимальная зафиксированная составила 91 см. В теплые зимы максимальная толщина льда может не превышать 30 см.

Начало весеннего ледохода отмечалось в период с 9.04 по 11.05. Чаще всего ледоход начинается 24.04. Продолжительность его может быть от 1 до 25 дней, в среднем составляет 8 дней.

В связи с хозяйственной деятельностью - строительством мостов с глухими подходами, дамб обвалования, полей гидронамыва, в настоящее время пойма в черте города Тюмени на пропуск максимальных расходов не работает. В таблице 1.1. приведены максимальные расходы воды за отдельные годы и соответствующие им уровни. Приведенные значения показывают, как менялась во времени пропускная способность реки в результате строительства в русле и пойме различных инженерных объектов.

Таблица 1.1 Максимальные расходы и уровни р. Туры

Год	Расход, м/сутки	Уровень, см
1957	3330	860
1976	2110	812
1990	2400	850
2005	3500	915

Расход 1957 года, равный 3330 м/сутки, можно принять максимальным расходом естественного режима. Соответствующий ему уровень равен 860 см.

Таким образом, пойма реки Туры не выполняет свои естественные функции, что совместно с климатическими факторами играет немаловажную роль в подтоплении городской территории грунтовыми водами.

1.1.3 Климат

Климат Тюменской области определяется ее географическим положением и равнинностью рельефа. Открытость территории с севера и юга обуславливает беспрепятственное проникновение холодного арктического воздуха и сухого теплого из Казахстана и Средней Азии. Частая смена направлений ветра сопровождается резкими изменениями погоды, особенно осенью и весной. В целом климат области типично континентальный с теплым летом и суровой продолжительной зимой, с поздними весенними и ранними осенними заморозками.

Согласно схематической карте климатического районирования для строительства г. Тюмень относится к климатическому подрайону I В.

Климатические данные (табл. 1.2) взяты в тюменском центре по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с 01.01.2014-31.12.2014 г.

Таблица 1.2 Характеристика температурного режима воздуха станция Тюмень

Температура воздуха, град. С	Месяцы года
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Средне месячная	-17,8	-15,6	-9,2	1,8	10,1	15,4	17,2	14,9	9,5	1,2	-8,3	-15,1
Средне месячная максим.	-13,6	-10,5	-3,4	7,4	17,0	22,0	23,2	21,2	15,3	5,2	-4,2	-11,2
Средне месячная миним.	-22,8	-21,2	-15,0	-3,4	3,5	8,8	11,0	9,3	4,3	-2,4	-12,0	-19,7

Средняя из наибольших за зиму на открытом месте снеговая нагрузка составляет 92 кг/мІ.

Таблица 1.3 Роза ветров

Направление	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повторяемость	10	7	6	7	14	23	18	15

Таблица 1.4 Средне месячная и годовая скорость ветра (м/с)

Высота флюгера	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	год
Скорость ветра, м/сек.	3,5	3,4	3,6	3,5	4,0	3,1	2,7	2,5	3,1	3,9	4,0	3,5	3,4

1.1.4 Промышленно-экономическая характеристика

Тюменская область - важнейшая сырьевая база России: в Тюменской области добывается более 60 % всей российской нефти и более 90 % российского газа. Тюменская область расположена в срединной части Евразийского материка, простирается от берегов Северного Ледовитого океана до зоны лесостепей и занимает большую часть Западносибирской равнины. Площадь территории - 1435,2 тыс. кв. км. Численность населения около 635 тыс. чел. Тюменская область входит в состав Уральского федерального округа и Западносибирского экономического района.

Основа народного хозяйства области - нефтегазодобывающий комплекс. Он дает девять десятых газа и две трети нефти страны. Заметна роль Тюменской области в общероссийском производстве электроэнергии, заготовке и переработке древесины, выпуске некоторых видов машиностроительной продукции.

Отраслями специализации являются также нефтегазохимия, шерстяная и рыбная промышленность.

Тюменская область, на мой взгляд, обладает крупнейшим в стране и разнообразным природно-ресурсным потенциалом. Кроме углеводородного сырья общемирового значения - нефти, газоконденсата - имеются запасы бурого угля, металлорудного сырья, горно-химического сырья, строительных материалов, золота, значительные лесные и рыбные ресурсы. Запасы торфа составляют две трети, а йода около половины общероссийских. Самым ценным минеральным ресурсом является нефть, запасы которой сосредоточены в северной части Юга области, главным образом в Уватском районе. Определенные перспективы выявления запасов нефти имеются на территории Вагайского, Тобольского и других районов, но по общим геологическим закономерностям они будут размещаться в залежах небольшого размера и иметь пониженную продуктивность, что обусловит повышенные удельные затраты на разведку и добычу. Для подготовки запасов нефти к промышленному освоению в регионе за счет средств недропользователей, областного и федерального бюджетов реализуется программа геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы. Для Юга Тюменской области характерен сравнительно узкий набор полезных ископаемых, в настоящее время используются только пески, глины и подземные воды. В перспективе может быть организована добыча йода и брома.

Наиболее известные месторождения: нефти - Самотлорское, Усть-Балыкское, Федоровское, Правдинское, Мамонтовское, Солкинское, Аганское, Варьеганское, Покачевское, Холмогорское, Повховское; газа - Уренгойское, Медвежье, Ямбургское, Вынгапуровское, Харасавейское, Бованенковское.

В области широко распространены минеральные воды хлоридной натриевой группы с минерализацией от 5-6 до 20 г/сут. Главная сфера применения данных вод - рекреационная, это дает возможность организовать оздоровление населения области. Кроме того, слабоминерализованные воды могут использоваться в рыборазведении для интенсивного выращивания осетра и других ценных пород.

Разведанные залежи кирпично-керамзитовых глин сосредоточены в основном на территориях Тюменского, Исетского, Заводоуковского, Ишимского районов, песков - на территориях Тобольского, Тюменского, Заводоуковского, Юргинского районов. Общая величина данных запасов практически не устанавливает ограничений на объемы добычи и производства строительных материалов.

На территории региона имеются запасы стекольных песков, однако они позволяют получать в основном темное стекло. Для выпуска светлого стекла строительного назначения и производства стеклотары необходимо осуществлять дорогостоящую очистку песков.

Имеются большие залежи торфа, промышленные запасы которого оценены почти в 37 млрд. мі. Торфяные месторождения, в основном, расположены на территориях Уватского, Тобольского, Нижнетавдинского, Тюменского, Ярковского и Вагайского районов, где преобладают низинные залежи с наиболее высокими агрохимическими показателями биогенной массы. В прошлом самым крупным потребителем торфа являлись сельскохозяйственные предприятия, использовавшие его в качестве удобрения. В 90-е годы в связи с ухудшением финансового положения данных предприятий платежеспособный спрос на торф резко снизился. В условиях возобновления роста экономики потребность в данном продукте может вновь увеличиться. Кроме сельскохозяйственных целей торф может применяться для приготовления сорбентов, используемых при очистке воды, получения искусственных грунтов с заданными свойствами. Целый ряд продуктов может производиться для нужд фармацевтической и парфюмерной промышленности.

Оцененные запасы сапропеля составляют 223 млн. мі. Он представляет собой богатый азотистыми соединениями и микроэлементами ил, который может использоваться в лечебных целях в виде грязевых ванн, в качестве удобрений, приготовлении кормовых добавок.

Состояние природно-ресурсного потенциала региона оказывает влияние, прежде всего, на уровень развития природо-эксплуатирующих отраслей экономики. Природный фактор используется для оздоровления населения, в жилищно-коммунальном хозяйстве для обеспечения водой.

Самым крупным природо-эксплуатирующим сектором экономики является сельское хозяйство. Если основываться на среднероссийских критериях ведения сельскохозяйственного производства, то условия на Юге Тюменской области являются относительно благоприятными. Температурный режим дает возможность выращивать целый ряд главных сельскохозяйственных культур, в том числе зерновых. На отдельных территориях имеются высокопродуктивные почвы, а на ряде других они обладают удовлетворительным качеством. Повышенная увлажненность почв в ряде случаев имеет положительное значение, так как на таких территориях меньше потери в засушливые годы. Наличие больших площадей сенокосов и пастбищ создает благоприятные условия для развития животноводства.

Плотность населения в регионе близка к среднероссийской, но около 50 % всех проживающих приходится на областной центр и Тюменский район. В целом вследствие различных исторических причин наиболее заселенной и освоенной является узкая полоса вдоль Транссибирской железной дороги. Здесь концентрируется наибольшее число предприятий, благоприятны условия для сельскохозяйственного производства, лучше развита производственная и социальная инфраструктура. Наименьшая концентрация экономической деятельности существует на территории северных районов - Уватского, Вагайского, Тобольского. Здесь на площади более 50 тыс. кв. км не осуществляется никакой регулярной хозяйственной деятельности.

Тюменская область относится к многолесным районам Российской Федерации. С наличием на территории области крупных лесных массивов связано формирование природных комплексов и их устойчивое функционирование.

В границах южной части Тюменской области лесной фонд занимает 11,4 млн. га. Общий запас древесины составляет 850 млн. мі, из них хвойных пород - 178 млн. мі.

Инфраструктура области - транспортная сеть, связь, строительство жилья, объектов здравоохранения и культуры - нуждается в значительных инвестициях.

В условиях рыночной экономики происходит становление новых форм организации производства, системы управления предприятиями. Складывается рыночная инфраструктура. По количеству коммерческих банков и их филиалов Тюменская область занимает одно из первых мест в России.

1.2 Геологическая, геофизическая, гидрогеологическая и инженерно-геологическая изученность

Изучением земных недр территории Тюменской области занимается Тюменское территориальное геологическое управление, которое выполняет геологическую съемку с целью разведки, изученности района.

На рис. 1.3 - 1.6 показаны карты, характеризующие геологическую, геофизическую, гидрогеологическую и инженерно-геологическую изученность. Карты предоставлены Тюменским территориальным фондом геологической информации по Уральскому федеральному округу.

Рис. 1.3 Карта геологической изученности территории Тюменской области по состоянию на 01.01.2015 г.

Рис. 1.4 Карта-схема геофизической изученности территории Тюменской области по состоянию на 01.01.2015 г.



Рис. 1.5 Карта-схема гидрогеологической съемки территории Тюменской области по состоянию на 01.01.2015 г.



Рис. 1.6 Карта размещения объектов распределенного фонда недр и скважин глубокого бурения по состоянию на 01.01.2015

1.3 Геологическое строение

1.3.1 Стратиграфия и литология

В геологическом строении района принимают участие образования различного генезиса и широкого возрастного диапазона: палеозоя, мезозоя, кайнозоя (рис. 1.7, 1.8, 1.9).

Два комплекса пород отвечают двум основным этапам формирования региона. Первый комплекс - палеозойский - отражает геосинклинальный этап развития рассматриваемой территории. Второй комплекс - мезозойско-кайнозойский - представлен почти горизонтально залегающими породами и отражает платформенную стадию развития.

В геоморфологическом отношении территория представляет собой слаборасчлененную равнину с общим слабовыраженным северо-восточным уклоном. Абсолютные отметки рельефа местности составляют 52-105 м.

В данной работе наибольший интерес представляют отложения четвертичного возраста, так как только они попадают в сферу взаимодействия инженерных сооружений с геологической средой. Четвертичные отложения развиты повсеместно. По генетическому типу это осадки четвертичной системы аллювиального, озерно-аллювиального, аллювиально-делювиального, субаэрального, озерно-болотного и техногенного происхождения. Характеристика этих отложений не отражена на карте масштаба 1:200000, они сняты.

Палеозойская группа. Палеозойские образования нерасчлененные. К ним отнесены сильно выветрелые серпентиниты темно-зеленого или темно-серого цвета с зеленоватым оттенком. Местами они хлоритизированы и эпидотизированы. Вскрытая мощность более 900 м.

Мезозойская группа. Триасовая система. Приурочена к грабенообразному понижению и представлена вулканогенно-осадочной толщей, сложенной чередованием эффузивов типа покровов и пластовых интрузий с песчано-аргиллито-туфовыми толщами. Вскрытая мощность отложений до 900 м.

Юрская система. На порогах Туринской серии с размывом и небольшим несогласием залегают отложения юрской системы, которые выполняют структуры, свойственные именно переходному этапу развития грабены и впадино-грабены. Они представлены аргиллитоподобными глинами, песчаниками и алевролитами. Общая мощность юрских отложений изменяется в пределах от 30 до 350 м.

Меловая система. На рассматриваемой территории отложения меловой системы имеют повсеместное площадное распространение. В его составе выделяют баженовскую, черкашинскую, алымскую, покурскую, березовскую и ганькинскую свиты. Отложения меловой системы представлены темно-серыми аргиллитоподобными глинами, песчаниками и песками. Их мощность колеблется от 30 до 730 м.

Кайнозойская группа. Палеогеновая система. Палеогеновая система сложена породами палеоценового, палеоцен-эоценового, эоценового и олигоценового отделов, подразделяющихся, в свою очередь, на отложения талицкой, люлинворской, тавдинской, атлым-новомихайловской, туртасской и неокомской свит.

Талицкая свита /P1 tl/ представлена нерасчлененной толщей палеоценовых отложений. Морские отложения свиты имеют на территории повсеместное распространение и представлены глинами темно-серыми с тонкими линзами. Мощность изменяется от 120 до 140 м.

Люлинворская свита /P1-2ll/ представлена нерасчлененной толщей палеоцен-эоценовых отложений. Морские отложения свиты представлены опоками и опоковыми глинами серого и светло-серого цвета с прослоями алевритов, песков и песчаников. Их мощность составляет 200 м.

Тавдинская свита /P2-3 td/ представлена нерасчлененной толщей эоценовых отложений. Морские отложения свиты имеют на исследуемой территории повсеместное распространение и представлены глинами зелеными и голубовато-зелеными с прослоями глауконитовых песков. Кровля свиты четко прослеживается по смене морских отложений континентальными и залегает в пределах города на глубине 80,0 - 92,2 м, а в пределах региона, в среднем, на глубине 148 м. Мощность свиты до 140 м.

Атлым-новомихайловская свита /P3 at+nm./ представлена олигоценовыми отложениями. Озерно-аллювиальные отложения атлым-новомихайловской свиты повсеместно залегают на размытой поверхности отложений тавдинской свиты. Представлены глинами, алевритами с прослоями песков. Для разреза характерно наличие растительных остатков. Глубина залегания кровли в пределах города 28,8 - 40,0 м, в пределах региона в среднем 75 м, мощность до 120 м.

Туртасская свита /Р 3trt /. Озерно-аллювиальные отложения туртасской свиты повсеместно залегают на осадках атлым-новомихайловской свиты и представлены алевритами, глинами коричневато-серыми с прослоями песков. Глубина залегания кровли в пределах города 17,2 - 26,4 м, мощность до 90 м.

Некрасовская серия /Р 3nk /. Озерно-аллювиальные отложения некрасовской серии повсеместно залегают на осадках туртасской свиты и представлены переслаиванием глин, алевролитов, песков. Мощность до 90 м.

Рис. 1.7 Государственная геологическая карта СССР O-(41),42 (Тюмень). Карта дочетвертичных образований

Рис. 1.8 Государственная геологическая карта СССР O-(41),42 (Тюмень). Карта доюрских образований



Рис 1.9 Геологическая карта Тюменской области

1.3.2 Тектоника

Согласно "Тектонической карте центральной части Западно-Сибирской плиты" под редакцией В.И. Шпильмана (1999 г.), в районе работ с учетом литолого-фациальных свойств и возраста складчатого фундамента, а также особенностей платформенного чехла, можно выделить Фроловский геоблок, который представлен Курганской (на юго-западе) и Тюменской (на востоке) мегаложбинами. Выделенные тектонические элементы относятся к мезозойско-кайнозойскому платформенному чехлу и являются структурами надпорядковыми и I порядка.

Платформенный чехол, представленный мощными мезозойско-кайнозойскими отложениями, принципиально отличается от складчатого фундамента по своему структурно-тектоническому строению, генезису и составу пород. Установлено, что структурный план чехла формировался под воздействием внутренней структуры фундамента. В его составе выделены несколько опорных горизонтов, картирующихся методом сейсмической разведки:

"А" - подошва платформенного чехла;

"Б" - кровля баженовской свиты;

"М" - кровля кошайской (подошва алымской) свиты;

"Г" - кровля уватской свиты.

Наиболее надежным и регионально выдержанным является горизонт "Б". По положению в разрезе (близость продуктивных горизонтов) и контрастности он является основным при структурных построениях, тектоническом районировании и морфологической характеристике пликативных структур чехла (форма, размеры, соподчиненность). Сравнительный анализ совмещенных участков структурных построений по подошве туртасской, кровле тавдинской свит и отражающим горизонтам мезозоя показывают хорошую сопоставимость палеогеновых структурных планов между собой и унаследованность обоих от более древних на уровне крупных тектонических элементов платформенного чехла.

1.3.3 Геоморфология

В геоморфологическом отношении территория города представляет собой слабо расчлененную равнину с общим, слабо выраженным восточно-северо-восточным уклоном. Абсолютные отметки рельефа местности составляют 52 - 105 м.

Территория города занимает четыре надпойменные террасы, водораздел и пойму р. Туры.

Отложения четвертичного возраста развиты повсеместно. По генетическому типу осадки четвертичной системы относятся к аллювиальным, озерно-аллювиальным, аллювиально-делювиальным, озерно-болотным и техногенным отложениям. Характеристика этих отложений даётся на основе геоморфологической карты (рис. 1.10.).

Отложения Искинской толщи (laIis). Нижнечетвертичные озерно-аллювиальные отложения Искинской толщи приурочены к пойме, второй, третьей и четвертой террасам р. Туры. Выходы этих отложений отмечаются лишь на склоне IV надпойменной террасы. Сверху Искинская толща перекрыта мощным слоем средне-позднечетвертичных и современных отложений. Кровля толщи залегает на отметках от 40 до 50-55 м. Представлена алевритами, песками, суглинками. Мощность толщи от 4 до 20 м.

Отложения Сузгунской толщи (laIIsz). Среднечетвертичные озерно-аллювиальные отложения Сузгунской толщи приурочены к водораздельной поверхности. В геоморфологическом отношении отложения описываемого комплекса слагают наиболее приподнятые высокие участки рельефа с абсолютными отметками 85-105 м. Осадки с размывом залегают на отложениях верхнего палеогена и представлены преимущественно глинами, реже суглинками, супесями, песками. Мощность отложений 5 - 15 м.

Отложения IV надпойменной террасы (la4II-III). Нерасчлененные средне-позднечетвертичные озерно-аллювиальные отложения IV надпойменной террасы слагают территорию с абсолютными отметками 70-85 м. Осадки с размывом залегают на отложениях верхнего палеогена и нижнечетвергичных озерно-аллювиальных отложениях Искинской толщи. Отложения представлены преимущественно глинами, реже суглинками, песками, супесями. Мощность отложений 10-15 м.

Отложения III надпойменной террасы (а 3III).Позднечетвертичные аллювиальные отложения III надпойменной террасы занимают участки рельефа с абсолютными отметками 60-70 м и представлены слабоожелезненными, голубовато-серыми суглинками и супесями, зеленовато-серыми известковыми глинами и желтовато-серыми мелкими песками. В основании разреза террасы залегает базальный слой из песчано-гравийной смеси или включением в песчано-супесчаный слой отдельных скатанных галек. Мощность отложений до 10-15 м.

Субаэральные покровные отложения (saII-III). Средне-позднечетвертичные нерасчлененные субаэральные покровные образования мощностью 2-5 м залегают на озерно-аллювиальных отложениях Сузгунской толщи и представлены преимущественно суглинками, глинами.

Субаэральные покровные отложения (saIII). Позднечетвертичные субаэральные покровные образования распространены в пределах IV надпойменной террасы, мощностью от 1-3 до 5 м. Представлены преимущественно суглинками, реже глинами, супесями, песками.

Аллювиальные отложения пойменной террасы (а IV). Современные образования пойменной террасы развиты в долине р. Тура и залегают вдоль её русла. По морфологическому положению пойма разделяется на два типа: высокую и низкую. Абсолютная отметка высокой поймы отбивается на 55-58 м. Поверхность низкой поймы на 2-2,5 м ниже высокой поймы и хорошо выражена в рельефе по уступам. Ширина поймы р. Тура колеблется в пределах 2-4,5 км. Представлены пойменные отложения в основном светло-серыми и голубовато-серыми, плотными, иловатыми глинами с включением органических и ожелезнённых остатков с подчиненными прослоями голубовато-серого глинистого песка. Мощность отложений 5-15 м.

Делювиально-аллювиальные отложения (daIV). Современные делювиально-аллювиальные отложения залегают в виде узких лент вдоль русел малых рек, имеющих глубокий врез с крутыми склонами. Осадки представлены суглинками, супесями и их переслаиванием, реже песками. Мощность до 5 м.

Озерно-болотные отложения (lbIV). Современные озерно-болотные отложения развиты в пределах поймы, IV и III надпойменных террас. Литологически представлены глинами светло-темно-серыми с зеленоватым оттенком, реже суглинками, супесями. Минеральные грунты нередко перекрыты торфом мощностью до 2,5 м. Мощность озерно-болотных отложений 2 - 3 м.

Техногенные отложения (thIV). Современные техногенные отложения развиты в пределах городской застройки и поймы р. Тура. По возрасту и составу отложений можно выделить: супеси, пески насыпные, образованные путем гидронамыва, возраст до 15 лет; развиты в основном в пределах левобережной поймы; мощность отложений от 1 - 2 до 6 м; абсолютные отметки рельефа, нарушенного гидронамывом, составляют 56 - 59 м; насыпные пески, супеси, суглинки, глины, строительный мусор возраста до 30 и более лет; данные образования обязаны строительству основной части старой зоны города; мощность отложений изменяется от 0,5 до 4м.

Рис. 1.10 Геоморфологическая карта России

1.3.4 Полезные ископаемые

На исследуемой территории выявлены следующие виды полезных ископаемых: подземные воды, торф, песчано-гравийная смесь, пески (строительные и стекольные), глины для кирпично-черепичного производства, глины для приготовления глинистых растворов, сапропель [3].

Подземные воды. Являются ресурсами хозяйственно-бытового, питьевого, технического и бальнеологического назначения. На базе Тараскульского и Ярского месторождения йодо-бромных вод построены водолечебницы (рис. 1.11, 1.12). Вода Тараскульского месторождения имеет лечебную ценность и поступает в продажу в качестве столовой минеральной воды под названием "Тюменская № 1".

Торф. Большой массив залежи торфа наблюдается в пределах I надпойменной террасы реки Пышмы на участке в 3 км южнее села Гусево и в п. Тарманы. Торф имеет хорошее качество и мощность, которая изменяется от 0,5 до 4 м (рис. 1.13).

Песчано-гравийная смесь. Выявлена по категории А 2 в пределах аллювиальных нижнечетвертичных отложений - аQ1 третьей надпойменной террасы реки Туры. Состоит в основном из разнозернистого песка с гравием и галькой, представлена в Кулаковском песчано-гравийном месторождении.

Строительные пески. Относятся по своему происхождению к элювиально-эоловым пескам современного возраста, залегающим в виде грив в верхах разреза террас. По составу пески на 90% мелкозернистые. Глины, ила и мелких пылеватых фракций около 9,8%. Данные пески могут быть использованы для приготовления кладочных и штукатурных растворов.

Стекольные пески. Пески относятся к отложениям среднего олигоцена. Требованиям, предъявляемым промышленностью к производству стекла, отвечают (даже при условии полной вытяжки тяжелой фракции) только по грансоставу.

1.11 Схема расположения на минеральную, йодо-бромную, для целей ППД подземную воду



Рис. 1.12 Схема расположения месторождений пресных подземных вод и буровых на воду скважин



Рис. 1.13 Карта торфяных месторождений территории Тюменской области

Рис. 1.14 Карта полезных ископаемых территории Тюменской области

Глины для кирпичного и черепичного производства. Содержание глинистых частиц в глинах среднего и верхнего плиоцена N2-3 колеблется в пределах 29,48-53,28 %; песчаных 16,6-40 %; пылеватых 21-47 %. В рекомендуемых глинах отсутствуют примеси и растительные остатки.

Глины для приготовления глинистых растворов. К этому типу полезных ископаемых относятся бейделито-гидрослюдистые глины тавдинской свиты.

Наиболее удобным участком для эксплуатации вышеуказанных глин является участок села Каменского, где глины обнажаются в цоколе II надпойменной террасы реки Туры и прослежены в пойме под её маломощными наносами.

Сапропель. Ценный ил обнаружен во многих озерах, является отличным удобрением и хорошей подкормкой для животных. Однако его добычей занимаются немногие предприятия.

Рудные полезные ископаемые - железная руда, руда цветных и редких металлов, пока не имеет промышленного значения.

На рис. 1.14, 1.15 представлены карты месторождений полезных ископаемых территории Тюменской области.



Рис. 1.15 Карта полезных ископаемых территории Тюменской области (южные районы)

1.3.5 Гидрогеологические условия

Тюменский район расположен в пределах Западно-Сибирского мегабассейна, состоящего из двух самостоятельных сложных гидрогеологических бассейнов: палеозойского и мезозойского, а также кайнозойско-меловой системы бассейнов стока.

Палеозойский и мезозойский бассейны залегают на значительных глубинах и содержат термальные минеральные воды. Подземные воды этих бассейнов не оказывают влияние на подтопление г. Тюмени и поэтому подробно не рассматриваются.

Верхняя гидрогеологическая структура Западно-Сибирской плиты представляет собой кайнозойско-меловую слоистую многопластовую водообменную систему бассейнов стока, резко отличающуюся по характеру процессов водообмена. Геотектоника, морфоструктуры и гидрогеология позволяют выделить две крупных группы бассейнов стока подземных вод: Северную и Южную.

Тюменский район относится к Южной группе гидрогеологических бассейнов и расположен в пределах Тобольского бассейна стока, с основной дреной подземных вод - р. Тура.

Гидрогеологические условия кайнозойско-меловой системы бассейнов стока в г. Тюмени представлены двумя самостоятельными гидрогеологическими комплексами:

- олигоцен-четвертичных отложений;

- турон-олигоценовых отложений.

Для задач, поставленных в настоящей работе, наибольшее значение имеет самый молодой - олигоцен-четвертичный гидрогеологический комплекс, охватывающий зону активного водообмена и подстилаемый региональным водоупором - тавдинскими глинами регионального водоупора.

Подземные воды неглубокого залегания, существенно влияющие на строительство и эксплуатацию инженерных сооружений на территории города, приурочены к озерно-аллювиальным и аллювиальным отложениям террасы, озерно-болотным, аллювиально-делювиальным отложениям, а также к олигоценовым отложениям туртасской и атлым-новомихайловской свит [7.]

Разделяются на:

- безнапорные или напорно-безнапорные грунтовые воды в четвертичных отложениях;

- напорные воды межпластового типа в нижнечетвертичных отложениях (искинская свита);

- напорные воды межпластового типа олигоценовых отложений. Преимущественно суглинисто-глинистый состав грунтов зоны аэрации практически исключает возможность формирования "верховодки" (в классическом понимании) в пределах городской черты как самостоятельного гидрогеологического объекта. В связи со слабой изученностью из рассмотрения исключен и тип болотных вод, который имеет безусловное распространение в пределах городских озерно-болотных систем.

Безнапорные и напорно-безнапорные грунтовые воды в четвертичных отложениях представлены:

- водоносными горизонтами современных пойменных отложений;

- водоносными горизонтами позднечетвертичных отложений II надпойменной террасы;

- водоносными горизонтами позднечетвертичных отложений III надпойменной террасы;

- водоносными горизонтами среднепозднечетвертичных отложений IV надпойменной террасы;

- водоносными горизонтами среднепозднечетвертичных отложений междуречной равнины.

Грунтовые воды перечисленных водоносных горизонтов имеют почти повсеместное развитие. Уровни залегают на различной глубине (0-12 м), имеют, в основном, свободную поверхность, обладают незначительным напором от 2-4 до 7 м. Уровни, как правило, повторяют очертания рельефа местности, но в сильно нарушенных условиях залегают в виде куполов и депрессий.

Условия циркуляции зависят от коллекторских свойств грунтов. Питание водоносных горизонтов - в основном инфильтрационное. Эпизодическим источником питания на застроенной территории могут быть утечки из водопроводной, канализационной и тепловых сетей, а также хозяйственно-бытовые стоки, процессы конденсации в основании зданий и сооружений и перетекания из нижележащих водоносных горизонтов.

Водовмещающие грунты - пески мелкие, супеси, переслаивающиеся пески мелкие, супеси и суглинки. Напорные воды межпластового типа нижнечетвертичных отложений на участке практически не изучены.

Напорные воды межпластового типа олигоценовых отложений в пределах г. Тюмени изучены достаточно детально, но на участке не вскрыты.

Относительно водоупорный туртасский горизонт имеет повсеместное распространение. Выходов на дневную поверхность не отмечено. Представлен следующими породами - алевриты, глины с прослоями песков, растительные остатки. Залегают на глубине от 75 до 90 м.

Водоносные атлым-новомихайловский горизонт имеет повсеместное распространение. Выходов на дневную поверхность изучаемой территории не отмечено. Водовмещающие - кварцево-полевошпатовые пески разнозернистые и глины, в основном, песчано-алевритистые. Мощность отложений составляет в среднем 25 м. Глубина водоупора в среднем по участку 80 м. По данным на сопредельных участках водоносные горизонты характеризуются дебитами скважин 1,1 -9,0 л/сек. При понижениях 18,0 и 10,0 м, соответственно. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков через транзитный туртасский горизонт. Разгрузка осуществляется в долину реки Туры.

Техногенные воды представлены:

- "техногенная верховодка" - развита на территориях города, застраиваемых на намывных и насыпных грунтах (отмечаются в отдельные годы в заречном микрорайоне);

- реликтовые "техногенные" водоносные горизонты - имеют распространение на площадях гидронамыва.

1.3.6 Инженерно-геологические условия

Тюменский район расположен в юго-западной части Западно-Сибирской низменности, которая представляет собой эпигерцинскую плиту, платформенный чехол которой сложен мощной толщей мезо-кайнозойских отложений. Она характеризуется абсолютными отметками поверхности ото до 300 м, при этом большая часть территории не превышает 100-150 м, равнинностью рельефа и широким развитием рыхлых четвертичных отложений, которые в основном сплошным чехлом покрывают всю ее территорию. На рис. 1.16 представлена карта инженерно-геологических условий Тюменского района.

Основными инженерно-геологическими особенностями района являются:

- преобладание поверхностных отложений (QIII и QIV) над породами коренной основы в зоне влияния инженерных сооружений;

- плоский равнинный рельеф;

- сложные геологические условия - наличие в верхней части разреза слабопроницаемых грунтов, обладающих фильтрационной анизотропией;

- сложные гидрогеологические условия;

- развитие определенных инженерно-геологических процессов и явлений (эрозия, пучинность грунтов и т. д.).

Рис. 1.16 Инженерно-геологические условия Тюменского района

Всю толщу мезо-кайнозойских отложений, слагающих платформенный чехол Западно-Сибирской плиты, можно разделить на породы коренной основы и поверхностные отложения. К первым относятся юрские, меловые, эоценовые и нижнеолигоценовые отложения. Весь комплекс пород, сформировавшихся в течение последующей континентальной эпохи (средний олигоцен-голоцен), включая отложения четвертичных морских трансгрессий, относится к поверхностным отложениям.

Породы коренной основы выходят на дневную поверхность вблизи палеозойского обрамления плиты, и они могут попадать в зону влияния различных инженерных сооружений. На остальной, несоизмеримо большей территории плиты (г. Тюмень) они перекрыты мощным чехлом поверхностных отложений, которые и определяют инженерно-геологические особенности данной территории.

Плоский равнинный рельеф сформировался в неогене под влиянием деятельности рек, крупных озер, ледников и морских трансгрессий. Для Тюменского района характерен плоский рельеф водно-аккумулятивных равнин, в пределах которых развиты тонкодисперсные озерно-аллювиальные отложения.

Территория района по геоморфологическому признаку подразделяется на ряд инженерно-геологических областей, каждая из которых охватывает территорию с однородным геологическим строением, рельефом и содержит довольно близкие комплексы четвертичных отложений. Рельеф поверхности, мощность, а часто и литология четвертичных отложений в зависимости от неотектонического развития отдельных частей области могут изменяться в определенных пределах.

На территории района выделяются две инженерно-геологические области:

- слаборасчлененные денудационные равнины, сформировавшиеся на палеоген-неогеновых породах;

- крупные речные долины.

Тюмень расположена в южной зоне Западно-Сибирской низменности. Эта зона характеризуется избыточным увлажнением грунтов и чрезвычайно сильной заболоченностью водораздельных пространств. Населенные пункты этой зоны расположены преимущественно по берегам рек. Такое их расположение вызывает развитие определенных инженерно-геологических процессов: так наблюдается широкое развитие эрозии, вызванной вырубкой лесов в результате хозяйственного освоения территории. Интенсивный подмыв берегов реками приводит к разрушению отдельных зданий, а часто улиц, населенных пунктов и т. д. Кроме того, здесь отмечены деформации сооружений за счет пучинности грунтов, которая вызвана неглубоким заложением фундаментов зданий.

Сооружения, возведенные на территории города со строгим учетом всего комплекса инженерно-геологических условий местности, успешно эксплуатируются в течение длительного времени.

2. Специальная часть

2.1 Описание площадки изысканий

2.1.1 Задачи, методы и объемы выполненных работ

Целью проекта является обоснование видов и объёмов инженерно-геологических изысканий для стадии рабочей документации, под строительство многоуровневой автостоянки.

Основными методами исследований являются полевые и лабораторные работы.

В состав запроектированных полевых работ входят:

- горнопроходческие работы;

- испытание грунтов статическими нагрузками - штампами;

- статическое зондирование грунтов.

Запроектированные лабораторные работы включают в себя: проведение полного комплекса исследований грунтов песчаного и глинистого состава, определение химического состава подземных вод, водных вытяжек с целью определения их агрессивности к бетону и коррозионной активности к стальным конструкциям, а также к свинцовым и алюминиевым оболочкам кабелей.

Результатом выполнения запроектированных работ является комплекс данных, по инженерно-геологическим условиям площадки предполагаемого строительства, предназначенных для разработки рабочей документации многоуровневой автостоянки.

2.1.2 Рельеф участка

Площадка исследований расположена в начале улицы Полевая в г. Тюмени, в Калининском административно-территориальном округе. В геоморфологическом отношении район работ приурочен к IV правобережной надпойменной террасе р. Туры. Абсолютные отметки дневной поверхности в пределах площадки 73,10-78,00 м.

Особенностью территории является равнинность рельефа.

Район работ находится в черте г. Тюмени на застроенной территории, поэтому район довольно хорошо изучен. Площадку с юга и востока окружают здания жилищно-административного и общественного назначения, с севера и запада гаражные кооперативы. Естественный рельеф площадки нарушен. Территория площадки отсыпана и спланирована.

Вследствие того, что рельеф равнинный на территории участка не наблюдается проявления геологических процессов и явлений.

2.1.3 Геологическое строение участка работ

Изучение геологического строения проводилось до глубины 25,0 м.

Инженерно-геологический разрез представлен следующими стратиграфо-генетическими комплексами (СГК):

- современные техногенные отложения (tQIV);

- почвенно-растительный слой (bQIV);

- среднепозднечетвертичные озерно-аллювиальные отложения(la4QII-III).

Мощность техногенных отложений на площадке строительства по данным бурения изменяется от 0.5 м (скв.3) до 0,7 м (скв.5). Абсолютные отметки подошвы колеблются в следующем интервале - 62.4-76.87 м. Насыпной грунт: песок мелкий, песчанно-гравийная смесь, суглинок черный тугопластичный, с гумусом, со строительным мусором.

Почвенно-растительный слой вскрыт скважинами 1, 2, 4. Его мощность изменяется от 0,3 (скв. 4) до 0,4 (скв. 1), абсолютные отметки подошвы 76,75 (1) - 77,34 (4).

Под техногенными и почвенными образованиями залегают озерно-аллювиального отложения, представленные переслаиванием глин, суглинков и песков.

Комплекс озерно-аллювиальных отложений представлен двумя геологическими телами первого уровня (МГТ-1) - глинистые грунты и песчаные. Глинистые, в основном, представлены суглинками, с числом пластичности до 0,16, переходящими местами в глины. Второе МГТ-1 представлено песком. Классификация геологических тел в соответствии с ГОСТ 25100-2011 представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Классификация геологических тел

Общие особенности выше перечисленных отложений следующие:

- обилие гнезд ожелезнения (преобладает в верхней части разреза);

- прослои песка в суглинистых отложениях;

- карбонатные включения и конкреции.

В соответствии с современной классификацией по числу пластичности озерно-аллювиальный грунт был разделен на глины и суглинки, что и было сделано в данном проекте. Но при этом, надо учитывать, что грунт имеет один и тот же возраст и происхождение, и по своему составу однородный, имеются отличия только по числу пластичности. Минимальное значение числа пластичности у суглинков равное 11 (скв. 2 - 13,0 м.), глины - 18 (скв. 1 - 11,0м.)

Неравномерные включения песка мелкого в отложениях суглинистого и глинистого состава - гнезда, тонкие прослои и линзы приводят к тому, что если опесчаненная толща, расположена ниже уровня грунтовых вод, становится вместилищем гравитационной воды, которая способствует формированию локальных зон, где грунты глинистого типа могут находиться в мягко-текучепластичном, и иногда в текучем состояниях. С другой стороны, песчаные включения создают в обводнённой суглинистой толще мягко-текучепластичной консистенции определенный жесткий каркас, который способствует в целом, для грунтов такого типа, иметь пониженную пористость, сравнительно невысокую сжимаемость и повышенное внутреннее трение.

МГТ-2 представлено глинами, суглинками и песками.

МГТ-2, представленный глинами тугопластичными, вскрыт скв. 1, 2, 4, 5. Мощность слоя колеблется от 2,5 (скв. 2) до 9,5 м (скв. 4). Абсолютные отметки подошвы изменяются в следующем пределе 52,58 (скв.4) - 57,15 м (скв. 1). Сложен он глиной (Iр = 0,17-0,28), тугопластичной (IL = 0,35-0,48), с прослойками песка ожелезненного.

Суглинки (МГТ-2) встречены тремя МГТ-3 : п/тв, туго/пл, тек/пл.

МГТ-3. Вскрыт скв.1, 2, 3, 4. Мощность слоя колеблется от 2,4 (скв. 1) до 5,4 м (скв. 4). Абсолютные отметки подошвы изменяются в следующем пределе 71,94 (скв. 4) - 74,75 м (скв. 1). Сложен он суглинком тяжелым (Iр = 0,14-0,16), полутвердым (IL = -0,2-0,21), ожелезненным, с включением карбонатов.