герб

ГОСТы

флаг

Рекомендации Рекомендации по выбору ключевых участков при аэрогеологических изысканиях в районах вечной мерзлоты

МИНИСТЕРСТВО ТРА Н СПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

В СЕ СОЮЗН ЫЙ НАУЧНО- ИССЛ ЕД ОВ АТЕЛЬСК ИЙ ИНСТИТУТ
ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

УТВЕРЖДАЮ

Зам . д иректора института

Н. Б. СОКОЛОВ

13 декабря 1 982 г.

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ВЫБОРУ КЛЮЧЕВЫХ УЧАСТКОВ
ПРИ АЭРОТЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ
В РАЙОНАХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

Одобре н ы Глав тран спро ек том

Москва 19 83

П РЕДИ СЛОВИЕ

В Рекомендациях ра сс мотрены принципы использования мет ода ключевых участк ов при крупномас шт абных инженер но-геологическ их дорожных изыс каниях.

В Рекомендациях опи с ана техн олог ическая последовательность работ по сос тавлению инженерно-геологических карт, указ аны требования к подобным картам, обос нованы оптимальные мас штабы использ уемых аэрофотоматериалов, разработана методика экстраполяции полученных на ключевых учас тках рез ультатов на всю территорию, опис ана используемая а ппаратура.

Работа со с тавлена на основе ис сле дований, проведен ных на объектах Мосгипротранса в восточных районах СССР, и предназначен а для ис пользования при проведении площадных ин женерно-геологичес ких изысканий под дорожное с троите льство.

Реком е ндации с оставле ны инж. В.Б. Д остоваловым п ри учас тии инж. Л.Г. М олозевой.

Зав. о тделением из ыс каний и проектирования железных дорог                       А .И. К озло в

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1 .1 . Недостаточ ная изуче ннос ть, пл охая проходимос ть, з начитель ные площади осваиваемых т ерриторий, с жатые сроки требуют широкого вне дрения в практику инженерно-геологичес ких исследований, в т ом числе и под дорожное строительство, новых прогресс ивных м етодов, максимально использующих результаты дешифрирования аэро - и космичес ких ма териалов, с овременную технологию изыс ка ний.

Одним и з та ких методов, использующих возмож нос ти неконтактного изучения земной поверхности с помощью де шифрирования аэрофотоматериалов в с очетании с глубокими наз емными исс ледованиями на ограниченных, з ара нее выбра нных площадях, являетс я метод ключевых участков или ключевой метод.

Метод ключевых уча с тков ос нован на з акономерных связях между составом, с войс твами и сос тоянием горных пород и внешним обликом поверхности, с ложенной данными породами. Характерные ос обеннос ти облика поверхнос ти являютс я ландшафтным и индикаторами этих пород в рассматри ваемом их состоянии, а ос обеннос ти аэрофотограф ическ ого из ображения ландшафтных индикаторов - их деш иф ровочн ыми признаками.

Из учение закономернос тей с вяз и между обликом земной поверхно сти и ее вн утренним строением произ водитс я на типичных учас тках те рритории - ключевых учас тках - с целью выявления как внешних, ря димых на аэрофот оматериалах компонент ов ла ндшафта (ландшафтных индикаторов), так и внутреннего строения поверхност и, которое определяет, в час тности, инженерно-геологичес кие ус ловия.

Кл юче вой уч ас ток - это участок территории и нжен ерно-геол огического ка ртирования, выбранный для проведения комплек сны х детальных исследований с целью получения данных для экстраполяции на всю из учаемую площадь.

Ключевой уча с ток (или учас тки) должен наз на чаться таким образом, чтобы на нем находилис ь т ипичные предс тавители вс ех видов объектов, подлежащих картированию.

В случае обнару ж ени я в ходе полевых работ объектов, отличных от изу ча емых на ключевых учас тка х, первые должны быть дета льно обследованы дополнител ьно.

При большо й прот яже нност и полосы съемки и ограничен ной ее ширине не обходимо на значать, во-пе рвых, в ытянут ые по очерта ния м к лю чевы е учас тки (ключевые профили) и, во-вторых, относите льно бол ьшое , по сра вне нию с площ адной съемкой, к оличест во к лю чевых участков. При этом следу ет широко ис польз ов ать инж енерн о-геолог ическое ра йонирование по результатам предварительного дешифрирования.

В райо н ах, характе риз ующие ся част ой смен ой литолого-г енет ическ их комп лексов, широким развитие м трещинной т ект оники, высо кой степ енью изменчивости г рунт ов, могут бы ть выде лены учас тки т рас сы, на кот орых ме тод ключевых участ ков не может быть примене н.

1 .2. По своему назначе нию ключевые у част ки следует подразделять на общ ие и специализированные [ 1].

Ключевые уча с тки общего назн ачения сл едует выбирать для опре деле ния с ос тава горных пород, направлен ия и характера его изменчи вости, сост ояния и водн о-ф изически х свойс тв горных грунтов и грунтовых вод в типичных ус ловиях. Критерии типичности выводят, исх одя из им еюще йся информа ции об из учаемом регионе; он и могут быть различными дл я регионов с разной ст епенью изученност и. Ключевые учас тки общего назначения могут быт ь центра льным и ( эт алонн ыми), т .е. рас пол оженными в цент ре изучаемого геологического поля, и граничными. Граничные ключевые участ ки распола га ются поперек границ между геологическими пол ями и назначаются для изучения каче ственного и кол ичес твенн ого из менений с остава, сос тояния и свойс тв грунтов в гра ничных ус ловиях.

Ключевые уча ст ки с пе циа лиз ирован ного назна чения необходимо выде лят ь для изуче ния от де льных те рриторий, от лича ющ ихся с вое образ ием инжен ерно-ге ологичес ких ус ловий и требующих по т ой или иной причине дета льн ого из учен ия (в местах раз вит ия геологическ их про цесс ов, выходов на пове рхность подземны х вод и др.).

При опр е делении раз меров ключевых участков общего назначе ния следует с тремитьс я к тому, чтобы они охватывали все осн овные литолого-генетическ ие компле кс ы горных пород, главные с труктурные элементы района, все ос новные т ипы многолетне- и сезонн омерзлы х т олщ, а т акже все типы с овременных ге ол огичес ких процесс ов и ос нов ные виды природно-территориаль ных комплексов (ПТК) [ 2].

Площ адь ключе вых учас тков может изме няться от двух -тре х квадратных километров до неск ол ьк их десятков квадратных киломе тров [ 3] .

1 .3. При работе на ключе вых учас тк ах с применени ем аэрофото снимко в помимо выбора типич ных ландшафтов и ключ е вых или эт алон ных объекто в нужно подбирать аэросн имк и этих объе ктов, выполнен ные в аналогичных с рабочим и комп ле кта ми ус ловиях, - аэроф отограф ические э талоны с из ображением э та лонных объектов. Эталонные аэрос нимки или а эрофо том атериалы подраз деляются на специальные и комплексные эталоны.

Специальные эталоны должны сод е ржат ь ха рактерист ику только одного какого-либо элемента ландшафта; такие эталоны удобны при уз кой специализ ации исс ледований, но мало пригодны для комплексного дешифрирования, ос нованного на ана лиз е вс ех элементов ландш афта.

Ко мплексные эталоны должны предусматривать разработку таблиц де ш иф ровочны х призна ков, сос та вленных по всем компонен там ПТК, и являться основной формой эта лонирования при ключе вом методе исследований.

По сложнос т и из ображе нных объе ктов э та лоны следует де лить на прост ые (эле ме нтарные ) и сложные. Простые эталоны должн ы де монстрировать типичное аэрофотоизображание какого-либо объекта или группы однородных объе ктов, выделенных из целого комплекс а разнородных обра зований, показанны х на снимке. На с ложных э талонах должны быт ь п оказаны соче та ния те рриториально связанных между собой объектов, изображе нных на снимке. Сложные эталоны следует счита ть основным видом эталонирова ния п ри инженерно-ге ологически х изысканиях с приме нение м ключевого ме тода.

И сп ользуемые при геологических исследованиях э талоны (эт алонные аэр офотоснимки) в основном относятся к группе лан дшафтны х эт алонов, отображающих раз личные территориальные сочетан ия объектов, и к группе элементарных эталонов, отображающих отдельные элементы поверхности, характерные обычно для с овременных геологических процессов, - оплы вины, от дельные солифлюкционны е террасы, бугры пучения, небольшие термока рстовые понижения или те же понижения, но на ранних с тадиях развития и др.

В ка честве эталонов должны ис польз оватьс я отдельные аэроснимки рабочих к омплектов контактных отпечатков (стере опары или стереотройки), вы полненных для данной территории . При инженерн о-геолог ическом карти рован ии сле дуе т использовать комплекты аэрофотоснимков, выполненные специально для топогра фи ческого обес пече ния д орожны х изысканий и имеющи е масш та б от 1 :5000 до 1 :1 2000. П ри отс утствии сп ец иализированной аэроф от осъем ки ц елесообразно исполь зовать мате риалы , в ып олн енные т еррит ориа льны ми упра вл ениями ГУП ГК СССР и имеющие м асшт аб порядка 1 :1 7000.

П р и эт алонир овании, пров одимом на ключев ых участках, необходимо составлят ь таблицы ландшафт ных ин дикаторов инжене рно -ге ологи чески х усло вий и их дешифровочных пр изнак ов. В ка честве дешифровочных п ризн аков следует принимать геоморфологическое положение и особенн ости рел ьеф а поверхности, растительный покров, микрорельеф (текстуру) п оверх ности, гидрограф ию (др ен ажн ую сет ь) , ф ототон , трещ иноватость, очертания естественных границ природн ых к ом плексов , видимые результаты деятельности челове ка.

Полевые исследования на к лю чевы х уча стках должны выявлять инженерн о-ге ологические характеристики полей, образующ их из учае мую те ррит орию и от раженны х н а эталон ных аэроснимках и в та блица х ландшафтных индика торов и их дешифровочных призн аков , и отдельные (точечные) объекты , выявляемые дешифрированием и имеющие инженерное зна че ние.

Получени е этих т рех видов информ ации (а эрофотоизо бражен ия1, описаний ландшафт ны х индик аторов и их дешиф ровочны х призн ак ов, инже нерн о-геолог ич еских характе рист ик) явл яетс я осново й составления инже нерн о-геологическ их карт н а всю площ адь ис сле дуем ой полосы варьирования в пределах да нного инжене рно-ге ологическо го участка или близких по геологиче скому ст рое нию уча стков.

1 Имею тся в вид у с тереом одели поверхности.

Схема ин жен ерно-г еологически х изыскан ий должна включат ь следующ ие периоды :

I . Предполе в ой период:

сбор и анализ ли те рат урных и фондовых мате риалов о ра йоне исследований по геогра фии, геологии, геофиз ике и с пециа лизированном у деш ифрированию аэро- и космичес ких мат ериалов ;

п редварите льное вы яв ле ние частны х и комплексных ландшафтны х инд икат оров инж енерн о-г еологических условий путем сопос та вления географическ их и геоф изических данных и ма териа лов с пециализированн ого дешифрирования (ал ьбомов-кат алого в эталонн ых аэро- и космических снимков, картотек аннотированных снимков по данном у ре гиону или ре гионам) с имеющимися гео логи ческими и инженерно-геологическими мат ериалами;

подбор и пр е дварительное дешифрирование аэрофотоматериалов по всем ва риантам пол ос варьирования изыс киваемой трассы, составление ин женерно-геологической карты предварительного дешифрирования (при н едостатке материалов - ла ндш афтно-с итуационной карты) в выбранной с ист еме условных обоз начений1 и с хемы ландшафтного районирования;

1 П р имер системы условных обоз начений дл я детальных инженерно-гео логических карт см. в гл а ве 3.

составление типологиче с ких рядов инженерно-геологич ес ких обл ас тей и соответс твующих им ландшафт ных районов, инженерно-геологич еских районов (ландшафтов);

составление предварительных с хем (таблиц) ландшафтных индикато ров и их деши фрово чных приз наков;

расч е т и назна чение клю чевы х учас тков, опорных увязочны х марш ру тов аэровиз уальных наблюде ний.

II . Полевой перио д2 :

2 При недост ат очном количес тве ис полнителей или значительной пл оща д и те рритории исследований полевой период может пров одиться в течение двух и более полевых се зонов.

компле кс аэровизуальных наблюдений и рекогнос цировочных назе мных маршрутов с целью уточне ния с трукт уры ландшафтов района из ыск аний, выявления дополнительных деш ифровочных приз наков ландш афтны х индикат оров, уточнения положения намеченных в предполевой пер иод ключевых учас тков и подх одов к ним;

наземные и с следования на ключевых участках, в т ом чис ле горно-проходческие и геофиз ичес кие работы, ландшафтно-индикаци онные н аблюде ния, детальное дешифрирование аэрофотос нимков и с оставлен ие рабочих таблиц дешифровочны х приз на ков ландшафтных индикаторов и нже не рно-геологических ус ловий, обследование и сос тавление описаний отдельных точечных инжене рно-геологических объектов;

пои с ки и раз ведка мес торождени й строительных материалов как на ключевых участках, так и вне их, проведение увязочны х маршрутов и выпо лнение кон трольных горнопроходчес ких работ вне ключевых учас тков;

с оставление полевой инжене рно-геологической карты и продольного профиля.

III . Камер а льный период:

окончат е льная обработ ка мат ериал ов по всем видам ис следований;

с ос тавление н а осн ове сплошного детального де шифрирования аэрофот оматериалов окончате льной инженерно-геологической карты, продольного профиля и поперечников, планов месторожден ий строительных материалов, гидрогеол огичес ких и ге оморфол огических к арт от че та.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ПОД ДОРОЖНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА КЛЮЧЕВЫХ УЧАСТКОВ

Задачи инженерно-геологической съемки под транспортное строительство. Масштабы съемки

2. 1 . Инженерно-геол огические исс ледования под дорожное строительс тво должны обес печить решение следующих ос новных з адач [ 4]:

и з учение г рунтовой толщи, гидрогеологических и мерз лотн ых условий, физи ко-геол огических процессов и явлений в районах прохождения вариантов трассы новой жел езной дороги, ка к факторов, определяющих ус тойчивост ь земл яного полотна, обес печивающих надежнос ть э кс плуатации дороги;

ра з ведка грунт ов ос нований с ооружений с целью получения исходных данных по физ ико-механичес ким с войс твам грунтов, необходимых для рас чета фундаментов при проектировании з даний и с ооружений;

изу ч ение грунтов как среды , вмещающей инженерное сооружение для проектирования тоннелей и выемок;

пои с к и раз ведка мес торождений с троительных материалов для возведения на сыпей и баллас тировки пути;

с ос тавление прогнозов возможного воз действия сооружений проек тируем ой дороги на природную обс тановку для разработки эффективны х мер по охране окружающей с реды.

Важ н ейшим э лементом комплекс а мероприятий, обеспечив ающего выполнение пос та вле нных з ада ч, являетс я с оставление п одробных инжен ерн о-гео логическ их ка рт по всем вариантам т расс новой желез ной дороги [ 5] .

П ри инжен ерно -геологиче ски х из ыскания х под дорож ное строи тельс тво в сложн ых геологи чески х условиях ( тре тья категория сложнос ти) не обход имы й объем информа ции на с тадии ТЭО обес пе чива ется съемкой масштаба не мене е 1 :25000 ( пре дпочтительнее 1 :1 0000) с ши риной п олосы варьи рования от 3 до 3,5 км. Для техн орабочего проектирова ния тре буется ма сш таб съе мки не менее 1 :1 0000 с шириной поло сы ва рьирования 2 км1, а на осо бо сложных учас тках 1 :5000 и крупнее.

1 Данные М осг ип ро трансе.

Поисковая съемк а на мес торождения балласт ных и др угих строител ьных материалов прои зводится в полосе до 2 км от тра ссы в ка ждую ст орону [ 4].

И нж ене рно-геологически е изыскания под же лезнодорожное строительство долж ны обе спечива ться детал ьными иссле дованиями и к рупномасш табной съемк ой пра ктически на все х стадиях работ с повышением объ ема назе мны х иссле дований к к онечн ым ста диям.

Предполевой период

2.2 . П редп олевой пер иод является обя зательным в технологическом цикле инж ен ерн о-геологи ческой съемки по методу ключе вых участков. В это т пер иод необходимо вы полнять сле дующ ие работы .

2.3 . И зучение фо ндовых и литерат урны х материалов с территории изы сканий. Про водится а нализ мате риа лов по геологии, ге ограф ии , инжене рной гео лог ии, г идроге ологи и и ге оф изике, а для т еррито рий, связанных с распространением мног олетне мерзлых грунтов, - и по региональному мерзлотоведению. Сле дуе т исп ользоват ь так же отчеты (объяснительные записки) о крупномасштабной госуда рстве нной ге оло гической съемке, проводимой Министе рствами ге ологии СССР и РСФСР. Должны быть сде ланы не обходимые вык опи ровк и из имеющ ихся карт ографи ческих материал ов, масшта б которых, в ряде случаев , ц елесообразн о п ривести к ма сшт абу планируемых работ. Особое внимание сле дует уде лять геологии рыхлых о тложе ний, пове рхностным водам, трещинной тектонике, современным геологическим процесса м и явлен иям, климату, составу и з акон ом ерностям ра спределения растите льно сти, ме рзлотным условиям.

2.4. При предвари т ел ьном изуче нии природно й обст ановк и н а обс ле дуемой те рритории с ледуе т проводит ь анализ эт алонны х аэросни мков из учае мого региона или сходны х с ним по п риродны м ус ловиям. Эта лонные аэроснимки позволяют с большой полнот ой изучит ь ландшафтные комплекс ы района работ, наме тит ь свя зи между вне шними (физ ион омическими) призн аками ландш афтов и их внут ренним строением.

2.5. Параллельно с изучением л итературных и фондовых материал ов следует производить подбор к а ртографичес ких и аэрофотограф ических материа лов . Для проведения инженерно-геологичес ких дорожны х изысканий с применением аэрометодов наиболе е уд обны контактные отпечатки залетов, выполненных для с оставле ния детальной топоосновы вдоль трассы из ыскиваемого варианта железной дороги. Такие аэросъемки должны выполнятьс я с пециализированными авиаподразделениями, в соста в которых входят сот рудники проектно-изы скательского учреждения, заказавшего данный вид работ (опыт Мосгипротранса). В результате э тих работ предприятие получает аэрофотосним ки за ранее заданного мас штаба на в сю интересующую его территорию. Аэрофотосъемочные работы следует выполнять в мас штабе от 1: 5000 до 1 :1 2000, то ес ть как н аиболее удобном не толь ко для с оставле ния топографической основы, но и для проведения инжене рно-геологического дешиф рирования. Снимки должны удовлетворять с ледующим требованиям: продоль ное перекрытие аэроснимков по маршруту должно соста влять не менее 60 % (для с иль но рас члененной мест нос ти 75 % ), поперечные пе рекрытия должны сос тавлять 40 %.

При о тс утс твии ма териал ов с обственных специализированных аэросъемок след ует использовать аэ рос нимки, выполненные спец иализирован ными предприятиями ГУГК .

Для нормальной рабо т ы следует иметь не мен ее трех комплектов контактной пе чат и (аэрос нимков), два из которых выполнены на матовой бумаге, п ри необходимост и из готовления фотосхем или фотопланов чис ло комплектов контактной печати увел ичивают до пяти.

Аэро с нимки на матовой бумаге сле дует использовать для камерального и полевого дешифрирования в карандаше. Тушью «поднимаютс я» только окончате льно установленные границы или объекты. Трет ий (глянцевый) комплект аэроснимков являет ся контрольн ым.

К роме контактной печати (а эросним ков), на всю обследуемую те рриторию (площадь полос варьирования по все м конкурирующим варианта м тр ассы ) н еобходимо изгот авлив ать «приведе нные фотопланы » (соответствуют по масш табу и по п лощ ади с танда ртным листам топографиче ской ка рты или ма сш табу проводимой инже не рно-геологической съемк и) и ли фотосхемы и репродукц ии с них. Ре продукции изготавлива ют в кол иче стве че тырех-пяти комп лектов и используют ка к основу для карт п редва рит ел ьного деш иф рирования, ф акт иче ского материа ла, инж ене рно -геологи ческ ого прогнозирования (при необходимости совмеще нной с к артой м есторождений строительны х материало в), окончате льн ой инж ене рно- геологичес кой ка рты. Один ком плек т репродукций следует исполь зовать как кон трольный экземп ля р.

Для удо бства работ ы с контактной печатью составляют накидные монтажи, по каж дому аэросъем очному участ ку и изготовляют репроду кции с них в масштабе 1 :3- 4 по отн ошен ию к конта ктно й печати. Изготавливают до трех компле ктов ре продукций накидных м он таж ей.

Для опред е ления числовых характеристик региона - относите льных превышений, углов наклона склон ов, абсолютных отметок - необходим о н а всю территорию иметь топограф ические карты ма сштаба 1 :25000 -1 :50000 . Корты используются как спра вочный опорный или обзорный материал.

2.6. На основе а н ализ а ли тературных и фондовых ма тер иалов, имеющихся альб ом ов-ката логов эталонных аэросн имков, пре дварительного а нализа получе нных аэр оф отома териал ов (в основном фотопланов и фотосхем) и крупномас штабных топографиче ских, геоморфологических, ге ологических карт, карт ра стительнос ти, соврем енной т ектоники и т.п., соста вляют таблицы условных обоз наче ний и, если позволя ют собранны е м ате риалы, таблицы ла ндш афтных инд ика торов (дешифр овочны х призна ков) ком плекс ных и частн ых, прям ых и косвенны х [ 6].

Та блицы условных обозначений для де та льных инж ене рно-геологически х карт [ 7] до лжны отражать современный уровень представле ний об объекта х, подлеж ащ их картирова нию, и соотв етствова ть возможностям инс труме нта картирования - разрешающей способност и ме тодик и прие мов картирова ния.

Не обходим о, чтобы условные обозначения, разрабатываемые дл я каж дог о конкре тного региона , обеспечивали хорошую наглядность инжене рн о- геологич еских карт, что, в свою очере дь, облегчает выя вление при родных закономе рностей в размещении те х или ины х групп картируемых объе ктов.

Сист емы условных обозна чений должны раскрывать всю полноту генет ического и фациального состава ры хлых отложений, слагающих изучаемую терр и торию, охватывать группы корен ных грунтов, вл ияющих на инж енерно-геол огические ус ло вия или яв ляющиеся объектом раз работок в качестве строите льного ма те риа ла, от обра жать тектон ическ ие, гидрогеологичес кие и м ерзлотные усл овия. Особое вним ание в усло вн ых обозначениях следуе т удели ть современ ным геологическ им процессам и явлениям, влия ющ им на инжен ерно -геологи ческ ую обстановку. Кром е того, в условных обозначениях должны быть показаны необходимые элем ен ты геом орф ологического стр оен ия ка ртируем ой территории: различные виды склонов и водоразделов, элемен ты речных долин, особенности взаимос вяз ей межд у геом орфол ог ическими элеме нтами. Условные обозначения для карт предварительного дешиф рирования должны отра жат ь сте пе нь на деж ност и выяв ления гран иц тех или иных объектов или самих инженерно-геологических объе ктов , под леж ащих ка ртированию [ 8].

При составлении системы условн ы х обозн аче ний следует учиты вать, что для каж дого региона необходима разработка специа льно для него соста вленной таблицы услов ных обозна чений, учиты вающ ей его индивидуальные особенности.

В качестве пример а приведе ны услов ные обозна чения, разработ анные в ЦНИИ Се для участка трассы БАМ от Ты нды до Урга ла (пр иложение 1).

2.7. Ма с штаб инженерно-геологическ ой съемки или кондиционнос т ь исследований следует оп ределять на основе ан ализа литературных и ф он довы х материа лов, геологических , геом орфологических и топографи че ских карт, имеющ ихся аэ роф отоматериалов и а льбомов-ката логов эталонны х аэрос нимков, пре дварите льной с ис тем ы ус ловных обозна че ний.

Наиболее оптим а льные масшт абы инж ен ерно -г еолог ической съ емки , наз на чаемые ис ходя из стадии дорож ных из ысканий и сложн ос ти из учае мого регион а, приведены в т абл . 1.

Т абли ца 1

Стадия дорожного проектирования

Масштабы категорий сложности региона

I

II

III

ТЭ О

1 :50000

1 :25000

1 :25000

ТП

1 :25000

1: 2500 0

1 :1 0000

1:1 0000

РЧ

1:1 0000

1:1 0000

1 :5000

1: 5000

На отдельные, н аибол ее с ложные в инженерно-геологичес ком от ношении учас тки, масштаб ис следований должен быть увеличен.

2.8. Предварительное дешифрирование п о луче нных аэрофотоматериалов . Проводится по приня т ой пре два рите льной ле ге нде для сост авле ния инженерно-ге ологиче ской (или ситуа ционной - при не дост атке мате риа лов) карты предвар ите льного де шифрирования на всю те рриторию изыс ка ний. Дешифрирова ние должны проводить спе циалисты, которые будут уча ствовать в поле вых работах. Работа выполняется на ст ереомоделях, т.е. с приме не нием зе рка льно-линз овых сте ре оскопов (З ЛС), деш ифровочны х стереоскопов (ДС-2, ДС-3, ДС-4 ) или других приборов, о бес пе чива ющих стереоскопическое изучение аэроснимков и возможнос ть отрисовк и на них не обходимых контуров, на несе ние внема сш табны х значков и инд ексов. Ра бота должна выполняться в ка рандаше на м а товых а эроснимках че рез один сн имок, ч то обеспе чива ет прос мотр и деш ифрирован ие всей исследуемой площа ди.

При и н женерно-геологиче ском дешифрировании, в первую очередь, необходимо и ана лизирова ть особенности ре льефа местнос ти, релье фо-образующие процессы и вза имос вяза нные с ними процесс ы раз руше ния ко ренны х пород и накоплен ия рыхлых от ложений, мерз лотные и гид рогеологические ус ловия.

В з адачу предварительного инжене рн о-ге ологического дешифрир ован ия аэроснимков входит :

установление границ ра с пространения рыхлых отложений и границ литологических комплексов коренных образований;

оп ределе ние гене тических комплексов рыхлых отложений, их границ и границ «инженерно-геологических фаций» внутри комплексов;

установление, по во з можнос ти, с ос тава рыхлых отложений и коренных пород;

выя в ление современных процессов и явлений, имеющи х ин женерное и геологическое значение;

выявление элеме нтов трещинной тектоники;

оп ределен ие перспективности поиска мес торождений ст ро ительных материалов .

Рыхлые отлож е ния выявляют на осн овании прямых и косвенных приз наков. При этом наряду с прямым и ( геометриче ским и формами объектов, их фот отоном или цветом) наибольшее зн ачение имеют ге оморфологич еские и геоботанические дешифров очны е признаки. По геоморфологичес ким призна кам ус тана вливают х арактерные генетиче ские особе ннос ти рельефа обс ледуемой территории и одноврем енно изуча ют формы мезо- и микрорельефа, хара ктеризующие поверхность с амих чет вертичных отложений, и систему их дренажной сети.

Инженерно-геологиче с кое деш ифрирование с использ ов анием геобот анически х признаков должно проводитьс я с учетом физико-ге ографичес ких ус ловий и климатичес ких ос обенностей изучаемого региона. В большинс тве с лучаев удается ус тановить связь между литологией от ложен ий и их физ ичес ким с ос тоянием с одной стороны, почвами и рас тител ьнос тью - с другой. В э тих с лучаях почва и растительность выс тупают в роли ин дикаторов внутренних свойств рых лых от ложений.

Рез ультаты деш ифрирован ия со снимков пе реносят в карандаше на фотоплан (фотосхему ), выполн енный на матовой бумаге.

Ц елес ообразно при переносе выявленных границ оконтуривать на фотопл ане с начала один на ибол ее протяженный элемент рельефа, н апри мер речную доли ну, з атем наращивать площадь карты , дос траивая к н анес енному контуру контуры других эл ементов. При этом возникает не обходимость многократного прос мотра (и дополните льного дешифрирования) комплекта аэрос нимков, что с ущес твенно повышает пол ноту и дост овернос ть полученных при де шифрировании мат ер иалов.

По с ле отрисовки всей площади де шифрирования на планшете и увязывания выявленных границ в местах сбивки с сос едними планшетами фот оплана все выполненные на данном листе фотоплана конт уры и их индекс ы сле дует «п одн ят ь» тушью.

Положе н ие т расс ы изыскиваемой железной дороги, перенесенной с топокарт на с нимки, а з атем на фотопланы (или фотосхемы) , целесообраз но показывать в карандаше для удобства ут очн ен ия пол ожени я эт ой трасс ы посл е проведения рекогносцировочных маршрутов и «прив язки» фактичес кого положения трассы (или магистрального хода) к с нимкам. Уточненное положение трас сы на планшетах фотопланов з акрепляетс я тушью.

Комплект фотопланов с отрисова нными контурами и внемасш табны ми значками малораз мерных инженерно-геологических объекто в, выполнен ными в соответ ств ии с принятой с ист емой условных обозна чений, а та кже с нанесенной трас сой изыскив аем ой дороги (или магистрал ьным ходом вдоль пре дпола гаем ой трассы), можно использова ть как ка рту предварите льн ого инж енерно-ге ологическ ого де шифрирова ния или, при не достатке фондовых и литера турны х мате риа лов и отс утствии спе циализирова нных а льбомов-ка талогов эталонных аэроснимков, сит уационную ка рту пре дварите льного де шифрирова ния.

2.9. Карты предварительного дешифрирования, являя с ь с водным мате риалом по всей площа ди из ысканий, поз воляют произвес ти предвари тельную инженерную оценку территории, провес ти с равнительный ана лиз конкурирующих вариантов трасс ы изыски ва емой железной дороги.

Карты пр е дварительного дешифрирования должны являться ос новой для организации дальнейших иссле дований да нной территории по методу ключевых участков с использ ованием аэрофотоматериалов. Как доп олните льный справочный материа л с ледует ис польз ова ть крупномасштаб ные геологические карты (или литологическ ие карт ы коренных пород). Анализ карты предва рительного дешифрирования с ледует нач инать с подсчета суммарных площадей , занятых ка ждым т ипом отложений, выделенным в соответствии c легендой. При фиксированном положении т расс ы можно подсчи тывать суммарную длину перес ечений трасс ой пл оща дей ра звития каждого типа отложений или полей с одинаковыми1 ин женерно-геологическ ими условиями. Отношение суммы площадей каждого типа ко всей площади из учаемой т ерритории или с уммарной длины пересече ний полей одного типа ко всей длине трас сы является показ ат елям встреч аемости. При последнем спос обе определения показателя встр еч аемости часть полей, входящих в полосу варьирования и влияющих на инженерно-геологические хара ктеристики трассы, могут оказаться в ст ороне (не б ыть перес еченным и) от трассы. В этом с луч ае нео бход имо о преде лять встречаемост ь полей инженерно-геологических объек тов , которая пропорционал ьна отношению суммарных длин пересечений данного поля тра нсектами к общей длине тра нсект, п ересекающих всю площадь съемки. Трансекты - прямые, нап ра вленные вкрест направлению трассы и расположенные на равных расстояниях друг от друга. Ча стота их зависит от сложности инже нерно-г еологичес кого строения территории (или пес тро ты ландш афт но-ситуаци онн ой карты). При площадных инженерно -геологическ их изысканиях тра нс екты располагаютс я попе рек априорно о пределенных гл авных направ лений изменчивост и с ост ава, с ос тояния и свойств грунтов. И нтерва л между трансект ами опреде ляют по м инимальному из с редних вероятных линейных размеров объект ов, выде ленных в легенде и имею щих площадное рас прос транение [ 9].

1 Допущение, п озволяю ще е объ единять различные по прос тран ственному положению поля под одной рубрикой ус ловных обоз на чений .

П редварит ельное инженерно-геологичес кое районирование территории, не обходимое для назначения ключевых участков, проводят, ис ходя из с овмес тного анализа карты предварительн ого дешифрирования и крупномас штабных геологичес ких ка рт, позволяющих определять литологию коренных грунтов. П ри отс утс твии геол огическ их карт райони рование производят тольк о по карте предварительного де шифрирования аэрофотоматер иалов.

Выделяют инженерно-геологиче с кие регионы I и II порядков, инженерно-геолог и чески е област и и инженерно-ге ологические районы [ 10]. Термины «регион», «област ь», «район» образуют с трогую таксон омет ри ческую шкалу: регионы I порядка ра з деляют на ре гионы II порядка, которые, в с вою очередь, делят на области. Инженерн о-геологичес кие о блас ти с ос тоят из районов .

Для выделения инженерно-геологических районов необходимо проводить геолого -ст руктурны й ана лиз из уч аемой территории, внутри ре гионов п о ге оморфол огич ес кому принци пу выделяют инженерно-геологичес кие облас ти, пос ледни е делят на инженерно-геологичес кие районы п о литол огическ ому принципу.

Выделение регионов про изв одят н а обз орных карт ах, област ей - на обз орных и среднемасшт абных, а районов - на среднемасш табных и дет альных картах. При больш ой прот яженности проектируемых жел ез ных дорог их трасс ы могут перес екать не т олько инженерно-геологичес кие районы и области, но и целые регионы I и II порядков.

Инженерно-геолог и ческое районирование, проводимое на ос нове анал из а карты предварительного де шифрирован ия и фондовых материалов, должно рас членят ь те ррит ори и и зыс каний до район ов вкл ючительно для того, ч тобы каждый инже нерно-геологический район был оха ракте риз ован своим к лю чевым участком (или групп ой ключе вых уча стк ов). Ин жене рно-геоло гичес ким ра йон ом следует с чит ать площа дь п риродно-т ерриториаль ного комп лекса (ПТК), находящуюся в о днородных климатичес ких ус ловиях, имеющую одну и ту же историю гео логиче ского развития, с ложенную близкими по физ ическим с вой ствам коре нными по родами, и обладающ ую в полне опре де ленным типом рел ьеф а.

Все эти факторы обеспечивают законом ерное повторение внешних ( физиономи ческ их) приз наков об ъе кт ов, с ходн ых по с воему внутренне му стр о ению.

2.10 . Полож е ние ключе вого учас тка или участ ков оп ре де ляют после прове ден ия подробного (до инж ене рн о-ге ологического района) районирования всей т ерритории и из уче ния на ка ртах предварит ель ного дешифрирования каждого из вы де ленны х инж енерно-геологических районов. На клю чевом уча стке должны быть представлены в се типы инже нерно-геологических объе ктов, распрост ра не нные в данном ин же не рно-ге ологическом районе, и зоны вза имодействия о тде льных объе ктов между собой, та к как в эт их зонах возможно возникнове ние своих собст ве нных инженерн о-геологических условий; от личных от условий, характе ризующих граничащие ме жду с обой объект ы (поля). Ключе вой участок (уча стки) долже н обе спе чить построение инжене рн о-геологически х рядов или разре зов в любом месте данного района.

2 .11 . Р аз меры кл ючевых учас тков о преде ляют взаимора сположением ключевых объек тов, подлежащих обследован ию , и путей подхода ( подъезда) к ним. При линейных из ыс каниях в больши нств е случае в целесообразно вместо ключе вых учас тков произвольных очерта ний наз начать ключевые или опорные профили, с овпа даю щие с участками тра ссы из ыс киваемой дороги. Та кие ключевые профил и позволяют наиболее полно использовать полученный на ранних ста ди ях изыс каний фактический материал на конечных стадиях разработки, в частности при разработке рабочих чертежей.

Помимо ключевых уч ас тков или ключевых профиле й в кажд ом инженерно-геологическом районе назна чают контрольные объекты из числа объ ектов наиболее распространенных типов. Контрольные объекты долж ны располагаться на ма ксимальном уда лении от ключевых участков (профилей) и облада ть теми же деш ифровочным и приз нака ми, ч то и ключевые объекты, расположенн ые на ключевых учас тках. На контрольных объе ктах проводят проверочные ис следования по тому же компл ексу, что и на ключевых, рез ультаты сравнива ют; при отклонении параметров контрольных объектов на величин у, большую заранее заданной нормы ошибки, выбирают дополнительные ключевые участки с целью повышения точности экстраполяции инженерно-ге ологических ус ловий, полученных на к лючевых учас тках на всю территорию, назначают также и но вые контрольн ые объ екты.

Специа льные ключев ые уча стки назначают для р а зве дки мес торож де ний строите льных материалов, п ри поле вы х ис сле дованиях на них выявляют не т олько дешиф ровочны е признаки м ест орождений денн ого типа, но и проводят опробова ние строительного м атериа ла с целью выявления его приго днос ти для использования в дорожном строительстве.

На полях ра з вития коренн ых пород, ос обенно на ра счлененных территориях, проводят работы по масс овому дешифрированию трещ иноватости. В преде лах участ ков ма сс ового дешифрирования трещин в полевой период выполняют натурные мас совые заме ры т рещин и строят нормаль ные (или полярные) диаграммы т рещ инов атос ти , наглядн о показывающие не т олько прос тирание от дельных сис тем т рещин, но и их наклон ( в отличие от роз-диаграмм).

Объем и с следо ваний, план ируемых в каждом из выделенных инженерно-геологи ческих районов, определяют, исх одя из с ложнос ти его строения и протяженнос ти ( площади полос ы варьирования; рас положенной в данном инже нерно-геологичес ком районе). Внутри инженерно-геологического района полевые работ ы по изб ран ию каждого типа ин же нерно-геологичес ких объектов рас пре деляют пропо рциональ но вс треч аемости этих объектов в пол ос е варьирования и рас прос тра няют как на ключевые объекты, рас положенные внут ри ключевых участков и ли на ключевых профилях, та к и на конт рольные объекты т ого же типа вне ключевых участ ков, причем на контроль ные объект ы может приходиться от 20 до 30 % объем а работ по данному т ипу объектов. Ис кл ючение с оставляют единичные объекты, которые обсл ед уют в о бязательном порядке , нез ависи мо от т ого, что их а нало гов бо льше не обна ружено. Э ти объе кты могут находитьс я и вн е ключе вых учас тко в.

Единичные инженерно-геологиче с кие объекты, не имеющие ана логов в пределах ра йона, обследуют в обяз атель ном порядке неза ви симо от того, где они находятс я - внутри оз наченных ключевых учас тков или вне их.

В предполевой период ра с пределяют от 85 до 90 % объ ема планируемых на земных исс ледований; оставшиеся объемы явл яются резе рвным фондом, гарантирующим выполнение работ, потребность в кот орых может возникнуть в ходе натурных исс ледований ( отклонение строения контрольных объектов от предсказанного ст роен ия, обнаружение новых т ипов объектов в процесс е полевых исс ледований и не выявленных при дешифрировании аэрофотоматериалов).

Анализ предварительного дешифрирования, кроме того, должен определять оптимальны е сроки проведен ия полевых ра бот , мест оположений ба зовых и промеж уточных лагерей, пути подъ езда к ключевым у част кам профилям) и к ключе вым и контрол ьн ым объ ектам, направление и положение реко гнос цировочных и основных наз емных маршрут ов.

Полевой период

2. 1 2. В начальный период полевых работ должны проводит ьс я аэровиз уальн ые облет ы террит ории и ре когнос цировочные назе мные ма ршр уты.

В за д ачи аэ ровиз уальных наблюдений входят : оз накомле ние со структурой ландшафтов район а съем ки, выявл ение дополнительных деш ифровочны х приз наков л андшафтных индикат оров, фот опривязка клю чевы х учас тков. Кроме того, в о время полета производитс я опоз нание выявленных при дешифрировании об ъектов, ут очнение их границ, пут ей подхода к ключе вым у час ткам и объектам, мест баз овых и промежуточных лагерей.

2.13. Наземные рекогно с циров оч ные маршруты проводят па раллел ьн о, с обле тами т ерритории, ил и н ес кол ько отст авая от них во време ни. Цель маршрутов - уточн ение с омнительных результато в предварительног о деш ифрирования, вы ясне ние строения з ат ене нных на аэрофотоматериалах участков, привязка на мес те пол ожения ключевых участков и объе ктов, баз овых и промежуточн ых лагерей, транс портных путей, границ съемки. Во время рекогн ос цировочных маршрут ов ос уществляются выходы за предел ы территории с ъем ки д ля поис ков мес торожден ий строите льных мате ри алов, изучения отдельных объектов, влияющих на инженерно-ге ологичес кую обст анов ку в полосе варьирования.

2. 1 4. В сос тав полевых работ на ключевых учас тках должно входит ь де тальн ое де шифрирование аэ рофотос нимков, с ост авле ний таблиц дешифро во чны х призна ков ландшафтных ин дик ат оров инж енерно -гео логически х объек тов, изучение отде льных физиономических комп онентов л андшафтов. Выполняют горнопроходчес кие работы (бурение с кважин, шурфование), терм о-, электро- и гамма-ка рот аж, вертикальное электрозондирование и элек тропрофили ровани е, с ейс моразведку, гидрогеологические наблюдения, отбор образ цов, ана литичес кие работы.

2. 1 5. Рез ультатом ра бот на ключе вом учас тке должны быть детал ьна я инже нерно-геологическая к арта ключе вого уча стка, п одробные описания ключевых объектов и их взаимопереходов, таблицы лан дшафтных ин дикаторов и их дешифрово чны х приз наков, детальное описание па раметров ключевых объектов (ге ометрических очертаний и размеров, вертикального строения, мощности отдельных горизонтов, их литологии, влажнос ти, льдистости, плас тичности, текс туры), а при возможн ос ти, рез ультаты статистиче ской обработки данных об инж енерно- геологическом строении этих объек т ов (средние и экстремальные з начения параметров ). На основе этих ма териа лов сле дует производить инте рпре та цию ре зультат ов дешифрирования аэрофотома териалов на всю террит орию (полос у ва рьирования) да нного инженерно-ге ологического ра йона.

2. 1 6. Наземные исс ледования в полевой период проводят также на контрольных объектах, расположенных вне ключевых участков и обла дающих идентичными ландшафтными индика торами и дешифровочны ми признаками с эталонными объектами ключевых участков. Контро льные объекты выбирают в пределах инженерно-геологичес кого ра йона в полосе варьирования по материалам дешифрирования аэроснимков и на макс имальном уда лении от ключевого учас тка (или учас тков), характеризующего данный инженерно-геологичес кий район. Предпочтительно наз начать контрольные объекты по напра влению мак симальной из менчивости свойс тв грунтов. С ходимос ть результатов обследования контрольного объекта с эталонными, нах одяща яс я в заранее за данн ых пределах, доказывает правомочнос ть экс траполяции выявленных на ключевых уча стках инженерно-геологичес ких параметров на все аналогичные объекты в пределах инженерно-геологичес кого района.

Контрольные объекты выбир а ют из чис ла наиболее изменчивых по своим инженерно-геол огическим с войствам.

2. 1 7. В полевой период проводят поис к и раз ведку месторождений строительных ма териа лов. Поис ки выполняют на основе анализа карт предварительного дешифрирования и рез ульта тов из учения аэрофотоматериа лов за пределами полосы варьирования. Выявленные путем дешифрирования перспективные площади опробую т; их оконтуривание и примерный подсчет з апас ов проводят на основе детального дешифрирова ния аэрофотомат ериалов.

Камеральный период. Экстраполяция результатов на всю территорию исследований

2. 1 8. В ка ме ра льный пе риод не обходимо проводит ь сплошное детальное дешифрирова ние все х аэрофот ома териалов исследуе мой те рритории на основе таблиц дешифровочных признаков и эталонных стереомоделей инженерно-геологических объектов, составленн ых во время проведения исследований на ключевых учас тках и при контрольных ра ботах вне этих участков. Камеральный цикл работы со сним ками должен быть за верш ающим в осуществлении принципа многократности дешифр и рования с нарас тающей де тал ьностью. Де шифрирование проводят на чис том компл екте аэроснимков, что поз воляе т наибол ее полно ис пользовать опыт предварительного и полевого дешифрирования контакт ной пе чат и данного рег иона; материалы ранних стадий испол ьзуют как справочный мате риал. На сни мки с обра тной стороны должны быть вынес ен ы все вершины углов трассы изыс киваемой желез ной дороги (через сн имок) и все имеющиес я горные выработки; для макс имально т очного вынес ения э тих э лемент ов с нимки прокалывают. После отрисовки кон туров, выявле нн ых дешифрированием, и опознания инженерно-геологичес ких объект ов, трасса и выработки «поднимаются» и на лице вой стороне снимк ов.

2. 1 9. Результат ы окон чател ьн ого дешифрирования кон та ктно й печати переносят на фот опланы ( фотосхемы ), выполненные в з аданном масштабе с ъемки, на всю ширину полосы варьирования. Сюда же переносят детальные инжене рно-геологичес кие карты ключевых учас тков, составленные в поле. На фотопланы вынос ят трассу железной дороги, горн ые выработки, профили и точки геофизичес ких работ. В рез ультате получают окончательную и нженерно-геологичес кую карту полосы варьирования в з аданном масштабе. На фотопланах следует сос тавлять два иденти чны х экзем пл яра карты: основной и вспомогательный. Первый экземпляр являе тся ос новой для с оставления продольн ого инженерно-геологичес кого профил я, попе речников, пас портов карьеров строительных мат ериа лов, прогноза в лияния строительс тва и са мого сооружения на окружающую среду. Вспомогательный экз емпляр ис пол ьзуют для размножен ия карт ы фот охим ичес кими методами. Вою нагрузку на вспомогательном экз емпляре, выполненном так же, как и основной на фотопланах, наносят с пециальной тушью и закрепл яю т, з атем фотоиз ображение вытравливают . Полученный материал может быть раз множен фотоспособ ом или любым другим видом копирования. Ф отоспособ раз множен ия графичес ких мат ериа лов, выполненных на фотооснове, в нас колько раз с окращ ает количес тво ошибок, допус кае мы х при копирован ии н а кальку, поз воляет изгот овлят ь на прозра чно й основе с искажениями не более ±1 мм на длину диаг онал и ст андарт ного листа т опока рты . Инженерно-геологические ка рт ы на прозра чно й основе, ра скраше нн ой анилиновыми краскам и, использ уют как с амостоятельные, так и при наложении на топоос нову или фотоплан. Совмещен ие изображений инженерно-геологической ситуа ции и рел ьефа ил и фотоизобра жения поверхности следуе т использовать для общей ин женерн о-геол огической оце нки территории.

Параллельно с д е тальным дешифрированием а эрофотоснимков путем экс траполяции выявленных на ключевых учас тках числовых характерис тик (параметров) объектов дешифрирования определяют инженерно-геологичес кие условия вс ей площади обс ледуемой полосы варьирования трассы новой железной дороги.

При большой протяженност и инженерно-геологических районов или большой из менчивости параме тров наз нач ают не менее двух ключевых уча стков, на которых выявляют инженерно-геологич еские ха ракте рис тики аналогичных объектов и определяют гра диенты изменчивос ти вдоль трассы. Контрольные объекты, рез ультаты обследования которых должны подтвердить пра вомерность экстраполяции, располагают между ключевыми учас тка ми.

3.20. В общем с лучае з акономерное из менение параметров одноименных объектов, может происходить не только вдоль направления, с оединяющего одноименные объекты на разных ключе вых учас тка х, но и вкрест этого направления. Рассмотрим прием ы определения числового значения параметров выявленного дешифрирова нием инженерно-геологического объекта, имеющего ана логи на двух ключевых учас тках и находящегос я между ними (р ис. 1).

На схеме показана поло с а, в предел ах которой параме тр П данн ого вида инженерно-геологичес ких объектов меняетс я как в направлении И1, та к и в направлении И2. Конфигурация полосы изменчивости з ависит от особенностей морфологии района и определяется дешифрированием. На пра вления изменчивости в за данной точке и положение этой точки относительно ус ловной линии средних значений (ЛСЗ) переменного параметра определяют, и сходя из анализа карт ы дешифрирования. На концах полосы изменчивости находятся пл ощадки первого и второго ключевых учас тков, на ко торых получены час тные значения искомого параметра П.

Вычисляют среднее значение п а раметра на каждой ключевой пл оща дке (рис . 2)

,                                                                    (1)

где n - количе с тво определений ча стных з начений па ра метра П.

Гр а диент изменчивости вдоль направления И1 (см. рис. 1) между I и II кл ючевыми площа дками определяют по формуле

,                                                                (2)

г д е П1 и П2 - сре дние з начения параметра П на кл ючевых площад ках;

А - ра сс тояние между площадками по ЛСЗ.

Рис. 1. С хе ма полос ы измен чивости па рам етра П инженерно-геологич еских объектов одного вида:

I и II - ключевы е площ адки; И1 и И2 - взаимн о перпендикулярные н аправ ления изме нчивости; О1 и О2 - цент ральные точки ключевых п л ощадок; Л СЗ - линия средних значений параметра П ; А - ра сст ояние м ежду центральными точк ами кл юче вых площадок; а x и в x - относитель н ые коор динаты точки X

Ри с . 2. Схема ключе вой площа дки с планом информа тивных точе к (скважин)

Числитель - номер скваж ины, з на менатель - з начения па ра ме тра П; 1′ - 1 0′ - прое кции положения инфо рма тивных точек на напра влен ие изменчив ости И2 (2-2 ); за начало отсчета (0) прин ято пере сечение прямой 2-2 с границей поля

Ср е днее значение параметра П на удал ении α x от первой ключевой площадки буде т

.                                                (3)

Р ас четное з начен ие параметра П в точ ке x , уда л енной на расс тояние (см. р ис. 1) от ЛСЗ , определяют по формуле

;                                                              (4)

где J 2 x - градиент изменчивости по направлению И2 на расстоянии α x о т первой ключевой площадки.

Предположим, что величина гр а диента из менчивости по нап равлен ию И2 равномерн о меняется от J 2 1 на первой ключевой площадке до J 2 2 н а второй площадке, тогда мод уль из менчивос ти гра диента по И2 будет рав ен

,                                                               (5)

а з начение градиента по направлению И2 на удалении αx от площадки I равно

.                                        (6)

Гр а диенты изменчивости па раметра и по направлению И2 вычис ляют, исх одя из час тных значений парамет ра, полученных в точках на блюден ия на ключевых площадках.

2.21 . Гра диент изменчивости по заданному н аправ лению приближ енн о следует определя ть по способу сре дних градиен тов (см. рис. 2). Точки 1 -1 0 - места получения час тных з начений парамет ра П н а ключевой площадке. 1 -1 - линия средних з начений - осевая полосы ра звития инженерно-геологических объектов, определяемых исследуемы м п араметром П, на которой наблюдаетс я равномерное (линейное) изменен ие параметра П. Прямая 2-2, перпендикулярная ЛСЗ и параллельная направление из менчивос ти И2, нанос ится таким образом, чтобы справа и слева от нее оказалось бы приблизительно одинаковое кол ичес тво точе к определения частных значений параметра П (в частном с лучае точки 1 -1 0 могут быть все размещен ы на 2-2 (поперечны й профиль).

Проекти р уя то чки 1-10 на 2-2, получаем с истему точек 11-1 01 на одн ой прямой. Част ные гради енты из менчи вости по на правлению 2-2 имеют вид:

,                                                          (7)

где П i и П i +1 - ч а стные зна чен ия пара метра П в точка х i и i +1,

( bi +1 - bi ) - расс тояние между точка ми i и i +1 .

Тогда

.                                                                 (8)

2.22. Более т о чным методом определ ен ия гра диента из ме нчивости по нап равлен ию 2-2, пер пендикулярному ЛСЗ, является метод наименьших кв ад ратов [ 11].

Предположив, что закономерное изменение параметра П по нап равлен ию 2-2 имеет линейный характер, получаем

П oi = J2 · b + П o ,                                                          ( 9)

г де П oi - точное значение параметра П на удалении b от точки начала отсчета;

П o - усре дненная величина параметра П в точке начала отсчета.

С л едов ат ельно, (П i - П oi ) - отклонен ие величин ы фактиче ск ого параметра П о т точного в любой i -й то чке на напра вле ни и 2-2. Необх одимо полу чить мини мальное значение Σ(П i - J 2 bi - П o )2. В этом случае долж ны выполняться с ле дующие соотноше ния :

;                                                    (10)

.                                                    (11)

Есл и имее тся n ин ф ормативных точек, то уравнение ( 10) п ринимает вид

n · П o + J 2 Σ bi = Σ П i .                                                           (1 2)

Так как ΣП o = n П o , ур а внение ( 11) за пише тся как

П o Σ bi + J 2 Σ bi 2 = Σ bi П i .                                                        (13)

Ре ш ая эти уравнения как с истему, пол уч ае м выраже ния дл я П o и J 2

                                             (14)

Н о значен ие параме тра П на ес тес твенной гран ице поля раз вития данного типа инженерно-геологичес ких объектов ( точка начала отсчет а по н ап равл ению 2- 2) равно 0 . Следовательно,

.                                                                (15)

2.23. Р ассмот рим пример получения з наче ния градиента J 2 по направлению 2-2 (см . р ис. 2). На с хеме показ ано положение ин формативных точек (ск важин), в качестве исс ледуемого параметра взята мощнос ть покрова торфа, з акономерно возра стающая вдоль направления 2-2. За точку начала от сче та принято перес ечение прямой 2-2 с границей поля.

Для удоб с тва подсчет а за единицу измерения по направлению 2-2 принимаем 1 00 м, а за единицу измерения мощности - дециметр. П роектируя положение скважин на прямую 2-2, получаем приведенный профил ь отс чета рас стояний. Полученные данные отрабат ываем (табл. 2).

Таблица 2

№ скважины

bi

П i

(bi)2

bi П i

1

1

1 ,0

1

1 ,0

2

3

1 ,3

9

3,9

3

4

1 ,0

1 6

4,0

4

7

3,0

49

2 1 ,0

5

8

4,0

64

32,0

6

1 0

3,8

1 00

38,0

7

1 4

5,5

1 96

77,0

8

1 5

6,5

225

1 07,6

9

1 8

7,0

324

1 26,0

1 0

20

8,5

400

1 70,0

Всего

1 324

580,5

Зн ачение градиента по формуле ( 15) равно

.

Таким образом, з акономе рный прирос т мощности торфа ( градиен т) по направлению 2-2 сос тавляет 4,1 см на каждые 1 00 м.

2.24. Ра сс мотрим выч ис ление градиента из менчивости по «способу средних гра диент ов», ис ходя из условий, приведе нных на рис. 2, для кот орых пров одилось вычис ление по методу наиме ньших к вадратов.

Для получения частны х з начений градиент а J 2 1 по формуле ( 7) , сос та вим табл. 3 в тех же единица х, что и для предыдущ его вычисления.

Табли ц а 3

№ скважины

bi

П i

bi +1 - bibi+1)

П i +1 - П i П i +1 )

J 2 1

1

1

1 ,0

-

-

-

2

3

1 ,3

2

0,3

0 ,1 5

3

4

1 ,0

1

- 0,3

- 0,30

4

7

3,0

3

2,0

0,66

5

8

4,0

1

1 ,0

1 ,00

6

1 0

3,8

2

- 0,2

- 0,1 0

7

1 4

5,5

4

1 ,7

0,42

8

1 5

6,5

1

1 ,0

1 ,00

9

1 8

7,0

3

0,5

0, 1 7

1 0

20

8,5

2

1 ,5

0,75

По формуле ( 8) определяетс я числовое з начение среднего градиента:

.

И с пользуя любой из вышепредложенных с пособов определения градиента по направлению 2-2, получа ем его числовые значения для первой и второй ключевых площадок ( J 2 1 и J 2 2 или  и ). З а те м по формуле ( 1) вычис ляем среднее значение исследуемого па раметра для обеих площадок. З ная расс тояние А между площадками и приме няя формулы ( 3, 4, 5, 6), можно получить искомое значение параметра Пх дл я любой точки зоны развития объектов данного вида между клю чевыми уча сткам и.

2.25. При картировании реальн ых ге ологиче ских и инженерн о-геологи че ских объект ов следует учитывать, что в процессе геологи ческ ог о раз вития территории з оны из менчив ости инжене рн о-геол огически х объе ктов могут теря ть с вою с плошность и сохранять ся лишь в виде ра зроз нен ных ф ра гм ентов (примером могут сл ужи ть пл ощад ки надпойменных террас вы соких п ор ядков.). В этих сл учаях на основе анализа имеющихся в рас поряж ении и сследов ателя геологических , топографиче ских, геоморфо логиче ских карт и аэроф отомате ри алов провод ится реконструкция полосы из менчивости и о пределяе тся положен ие точки рас чета парам етров относительно предпол ага емой ЛСЗ.

3. РЕКОМЕНДУЕМАЯ АППАРАТУРА

3. 1 . Дл я ге ологиче ского и инже нерн о-геологиче ск ого деши фриров ания аэрофотоснимков использу ют о бширный парк ста циона рных и портативных приб оров [ 12]. Вы де ляют следующие группы приборов для р абот ы со стереосн имками :

д л я виз уального де шифриров ания;

для получения приближенных количес т венны х г еологическ их данных по стереосн имкам ;

с те реоизм ери те льные - повы шенной и высо кой т очн ости для работ ы с аэроснимк ами и теод олитным и снимками;

универ сал ьные ст ереоф от огр амметри чески е картос оставит ельские;

для т ра нсформи рования аэроснимков и переноса дан ны х дешиф рир ования с аэроснимк ов на карту;

фотолабораторные .

Значи тельн ую час ть приборо в, входящих в пере чи сл енные группы, ис пол ьзую т в аэроф отогеологических исследов ан иях.

3.2 . В п рактике геологического дешифрирования наибольшее распространение получил настольный зерк ально-линзовый сте реос коп ЗЛС, позволяющий работать со снимками фо рмата 13×18 см. Прибор удобен в тран спортировке, заним ает ма ло ме ста, им еет не бол ьшую массу, мож ет применя ть ся как в камеральных ( ст аци онарны х), т ак и в лагерных условиях (использование стереоскопа в ма ршр утах затрудн ен о) .

Д ля раб оты неп оср ед ствен но в маршрутных условиях наиболее удобен по ртативный лин зовый стереоскоп П-5, выпускаемый в ГДР.

Масса прибора 0,2 кг, увели чен ие линз 1 ,5х, их оси параллельны, расстоя ни е между цен трами примерно на 1 5 % больше главного ба зиса наблю дателя. Поле зрения стереоскопа 4,5×5,5 см. Прибор укреп л ен на плас тинке размера ми 6×1 4 см и в нерабоче м по ложении с кладываетс я. С тереос коп компл ектуе тс я с планшеткой для работы в полевых ус ловиях.

3.3. Помимо стереоскопов, обладающих небольшой увеличительной силой, в полевых у с ловиях пря работах по качес твенному и иногда по количественному дешифрированию, а т а кже пря определении т очного мес тоположения того или иного объекта на а эрос нимке используются наборы у величительных луп с двух-, четырех- и дес ятикратным увеличением.

3.4. В группе приборов для получения пр и ближенных количественны х данных по аэроснимкам наибольшее рас пространение получили палетки геолога-дешифровщ ика ( ПГД -1 ), параллактические линейки (ПЛ -3) , дешифровочные стереос копы (Д- 2) , зеркальный стереос коп с чертежным стереометром (Цейсс, ГДР), интерпретоскопы (Ц ейсс, ГДР). В 1 980 г. в серийное производство поступил деш ифров очный с тереоск оп ДС-4, разработанный на учно-производ ственным объ еди нением (Н ПО) «Аэ рогеология» и Белорус ским оптико- механическим объединением.

Палетка геолога-де ш ифровщика, предложенная НПО « Аэрогеология» являетс я прос тым прис пособлением, позволяющим измерять на а эроснимках продольные параллакс ы, элемент ы залегания плас тов, крутизну склонов. Па летка используется без стереос копа. Точность из мерений с помощью палетки 0,1 мм.

Параллак т ические линейки ис пользуют ся совмест но с зеркально-линзовым с тереоскопом. Возможнос ть с тереос копичес кого наведения пространственных измерительных штрихов линейки на из меряемые т очки поз воляет получать з начения параллакс ов с точнос тью до 0,05 мм.

Де ш ифровочны й с тереос коп ( Д-2 ) - простой с тереос копичес кий прибор, оснащенный устройствами для движ ения кас сет и оптической системы, что обес печивает возможность прос мотра вс ей площади перекрытия снимков. Измерения пара ллакс ов производятс я с помощью марки путем изменения гла зного ба зиса; цена деления ми крометренного винта 0,01 мм. Поле з рения прибора 50×50 мм, увеличение оптической с истемы 3,75. Стереос коп Д-2 может быть использ ован для определе ния превышений, элементов залегания пла стов горных пород, их мощности, крутизны склонов. Точность определения превышений при работе со снимками масштаба 1 :25000 - около 1 м.

Зеркальный стереоскоп с чертежным стереометром имеет откидну ю бин окуля рную на садку, д ающую т рех с половиной кратное ув еличение с диам етром поля зрения 55 мм. О куляры нас адки могут быть устан ов лены на оптима льное расстояние, с оответс твующее глазному базису н аблюд ателя; недостаток з рения выравнивает ся в пределах ±8 диоптрий. Без бинокулярной нас адки поле зрения составляет 1 8×1 8 см. Т очность изм ерений на прибора примерно аналогична точности на Д-2.

И нтерпретос коп являе тс я универс альным прибором, предназ наченным для прос мотра отдельных стереопар аэроснимков и неразрезанных аэрофильмов шириной до 320 мм. Прибор позволяет плавно менять уве личение объектов от 2х до 6х и от 5х до 1 5х; кроме того, воз можно выравнивание масштабов от дельных снимков стереопары и их освещенности. Для измерения превышений с лужит масштабная лине йка , по которой берут ся отс чет ы параллакс ов с точнос тью до 0,02 мм. Прибор выпуск аетс я в двух ва риантах: с од ной наблюдат ельной сис темой и с двойн ой. Дво йная наблю дател ьная с исте ма сущес твен но повышает возможнос ти обучения геологов -деш ифровщ иков.

Де ш ифровочны й с те реос коп ДС-4 предна значен для ст ереос копичес кого изучения аэро- и космичес ких с нимков. В комплекс е с паралла ксометром позволяет дешифрировать сним ки и определять превышения т очек мес тности и элементы з ал еган ия плас тов горных пород, плос костей разрывных нарушений и т .п. Применяетс я п ри массовых работах по геологическом у, т опографичес кому и другим видам дешифрирован ия.

ДС - 4 имеет окуляры, расп оложенные под углом 75°, что з начительно улучшает условия работ ы геолога-деш ифровщ ика. Планшетка с о снимками снабжена кульма ном, обеспечивающим ее поступательное движение при просмотре всей поверхнос ти стере опары, формат снимков - до 30×30 см, увеличение 0,9х , 3,6х, 7,2х, диамет р поля зрения не менее 1 80/У . Цена деления бара бана параллактичес кого винта 0,02 мм, масса прибора 1 2 кг, в упаковочном ящике 22 кг.

3.5. И з группы стереои змерительн ых приборов повышенной и высокой точности для работ ы с аэрос нимками и фотот еодолитными снимками в гео логическ их орган изациях наибольшее рас пространение получили топографическ ий стереометр Дробыш ева (СТД -2) и с конструированный на его основе геологичес кий стереоме тр (ГС -2) , ра зработанный ВАГТом. Внешне приборы очень похожи. В геологичес ком стере ометр е видоиз менен ные коррек ционны е устройс тва использ уются для решен ия тольк о геол огичес ких задач: определе ния элемен тов залеган ия горных п ород и изме рения мощнос ти пластов, определения пространственной ор иента ции трещи н и разло мов ( пр и н ал ичии че ткого с местителя ) . Э ти задачи решают благодаря с пециальным уст ройс твам, с помощью которых пространс твенн ые м арк и-ни ти могут быть наклонены и ориент ированы в с оответствии с на клоном плас та или сместителя. Кроме того, с помощью с пециально ориентированной наклонной нити м ожно наблюдать с ечение ею стереомодели мес тности и, та ким образом, з арис ова ть или протрассировать вых од пласта в тех мес тах , где он скрыт на поверхнос ти з емли рыхлыми отложениями или растительнос тью. Аналогичным способом выявляют с крытые учас тки тектонических нарушений.

Топографиче с кий и геологичес кий с тереометры являются приборами для камерально й работы с аэрофот оматериалами.

3.6. Приборы трех последних групп - унив е рс альные стереофотограммет рические, картосостав ительские приборы для т ра нсформи рования аэрос нимков и пере нос а да нных дешифрирования на карту, фотолабораторные приборы - использ уют , в ос новном, в специализирован ных топогеодез ических предприятиях при с ос тавлении и обновлении топографичес ких планов и карт. При пос троении приведенных фотопланов местнос ти и при геологическом и инжене рно-геологичес ком дешифрировании они почти не применяются. В то же время их использ ование для этих целей не только воз можно, но и в ряде с лучаев может быть эффек тивно и целесообраз но. Существенным препятствием для широкого использ ования э тих приборов является их выс окая стоимость, необходимость специально оборудован ных помещений, выс окая ква лификация обс луживающе го персонала.


Приложение

ПРИМЕР СИСТЕМЫ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ДЛЯ ДЕТАЛЬНОГО ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ

1 Воз раст - условны й, пок азыв ает относ ител ьное время образо вания от дель ных элем енто в поймы.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 . Ме тодичес кое руководс тво по инженерно-геоло гической съемке масштаба 1 :200000 (1 :1 00000 - 1 :500000). Труды ВС ЕГИНГЕО, М., Недра, 1 978.

2. Мельников Е .С . Общая методика среднем асш табной инженерн о-геологичес кой с ъем ки. В сб.: Проблемн ые вопросы инжен ерно-геологического картирования территории средней зоны СССР. Т ашкент, СА ИГИМС, 1 978.

3. Гудилин И.С., Комаров И.С. При м енение аэрометодов при инженерно-геол огичес ких и гидрогеологичес ких исследованиях. М., Недра, 1 978.

4. Изыс к ания желез ных дорог. М., Транспорт, 1 964.

5. И нс трукция по составлению унифицированных основны х инже нерно-ге ологичес ких карт. СЭВ. Пост оянная комиссия по геологии. М., 1 966.

6. Радченко Э .К . К вопрос у о теории ключевого метода при инжене рн о-ге ологическом картировани и по аэроснимкам. Труды ВСЕГИНГЕО, вы п. 85. М., ВСЕГИ НГ ЕО, 1 975.

7. Достовало в В .Б . Ус ловные обозначения для де тальны х инжене рн о- гео лог ическ их карт предварительного дешифрирования в районах развития м н оголетнеме рзлых грунтов. - Т ран спортн ое строительство, 1 981 , № 2.

8 . Ал ьбом-ката лог эт алонных аэ роснимков для низкогорного регио на с распространением многолетнемерзлы х грунтов. М., Ц НИИС, 1 980.

9. Мельн ико в Е.С. М е тод ключевых учас тков в инженерно-геологической съемк е. Труды ВСЕГИНГЕО, вы п. 62. М., ВС ЕГИНГ ЕО, 1 973.

1 0. Р оз енберг Л.И . Гео морфологиче ские аспекты инже не рн о-ге ологического районирования. В сб. В опросы географии. № 11. М ., Мыс ль, 1 979.

11. Ш енк Х .И . Теория инжен ерно го экспериме нта. М., Мир, 1 972.

1 2. Пет ру севич М .Н . Воздушная и на земная стереофотосъемка п ри геологи ческих исследован иях. М., и зд-во МГУ, 1976.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие . 1

1. Общие положения . 1

2. Технологическая схема инженерно-геологических изысканий под дорожное строительство с применением метода ключевых участков . 4

Задачи инженерно-геологической съемки под транспортное строительство. Масштабы съемки . 4

Предполевой период . 5

Полевой период . 11

Камеральный период. Экстраполяция результатов на всю территорию исследований . 12

3. Рекомендуемая аппаратура . 18

Приложение. Пример системы условных обозначений для детального инженерно-геологического дешифрирования . 21

Список литературы .. 22

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Гост 12815 80 Гост 13568 Двери гост Допуски и посадки Классификатор профессий 2015 с расшифровкой РФ Нормы расхода материалов в строительстве Обозначения на электрических схемах Подшивка документов Производство земляных работ Резец расточной гост Резьба метрическая Сборник удельных показателей образования отходов 1999 Удельный вес грунта Условные обозначения на генплане гост Фахверковые колонны