Ведомственные строительные нормы ВСН 33-2.1.05-90 "Гидромелиоративные системы и сооружения. Гидрогеологические и инженерно-геологические изыскания" (согласованы с Госстроем СССР письмом от 10 сентября 1990 г. N АЧ-1847-7)

2.1. В результате выполнения изысканий на массивах орошения должны быть получены гидрогеологические и инженерно-геологические характеристики грунтов изучаемой территории, позволяющие обосновать необходимость и технические параметры гидромелиоративных мероприятий:

величины интенсивности питания и разгрузки подземных вод;

гидрогеологические и гидрохимические параметры водонасыщенной зоны и зоны аэрации;

режим и качество подземных вод в увязке с режимом и качеством поверхностных водоисточников;

гидродинамические границы региональной фильтрационной схемы, естественная дренированность территории, оценка возможности образования верховодки;

инженерно-геологические характеристики грунтов;

данные о существующих и прогнозируемых физико- и инженерно-геологических процессах.

Детальность изучения перечисленных задач зависит от стадии проектирования.

2.2. Исходными данными для ТЭР должны быть фондовые материалы ранее выполненных съемок, изысканий и исследований на массиве и прилегающих к нему территориях.

В случае недостаточности материалов, а также для уточнения фактической глубины уровня и минерализации подземных вод, производится маршрутное обследование с бурением скважин из расчета 0,5 скв. на 1 площади нетто массива орошения, глубина скважины до 20 м.

2.3. На объектах площадью менее 500 га, где предполагается строительство дренажа, для ТЭР должно быть дополнительно выполнено разведочное бурение, геофизические исследования и опытно-фильтрационные работы по двум створам (вдоль и вкрест направления потока подземных вод) с расстоянием между скважинами 400-500 м и расстоянием между точками геофизических наблюдений 100-200 м. Глубина скважин назначается исходя из рекомендуемого типа дренажа.

На массиве должно проводиться фильтрационное (экспресс) и инженерно-геологическое опробование грунтов всех пройденных скважин, а также одна кустовая или одиночная откачка, необходимость которых обосновывается в программе изысканий.

2.4. Для ТЭО на массиве орошения дополнительно к материалам съемки и другим фондовым материалам должен быть выполнен комплекс инженерно-геологических изысканий. При этом могут предусматриваться обоснованные программой изыскания в следующем составе и объеме:

бурение скважин через 0,5-1,0 км по профилям, расположенным через 3-5 км в зависимости от категории сложности инженерно-геологических условий;

геофизические работы по дополнительным разведочным профилям и в скважинах;

одна кустовая откачка на каждом характерном участке профиля, причем общее число откачек, как правило, не должно превышать 0,4 на 10 площади орошения, нетто;

экспресс-откачки (наливы) должны выполняться в каждой скважине, но их количество не должно превышать одной точки на 10 при площади мелиоративной системы более 100 ;

отбор проб грунтов для определения их состава, состояния и показателей характеристик и проб подземных вод для химического анализа производится в соответствии с прил. 7 и 8 СНиП 1.02.07-87, в количестве, достаточном для статистической обработки полученных данных.

2.5. Для проектирования дренажа на стадии "проект" необходимо детальное изучение условий питания подземных вод, их химического состава и определение возможности формирования верховодки и особенностей строения четвертичных отложений с обязательным исследованием фильтрационной анизотропии песчано-глинистых грунтов, засоленности грунтов зоны аэрации (глубже 2 м от поверхности земли), а также степень естественной дренированности массива орошения. Объем дополнительных изысканий к комплексной инженерно-геологической съемке масштаба 1:50000 приведен в табл. 2.

2.6. Состав и объем инженерно-геологических исследований физико-геологических процессов на массиве орошения обосновывается в программе.

Таблица 2

3.1. Изыскания на массивах осушения должны быть направлены на установление причин и условий заболачивания земель, типа водного питания с целью выбора проектных решений по способам осушения территории и управления водным режимом.

В связи с особенностями литологического строения и разнообразными типами водного питания заболоченных земель, изучение причин заболачивания должно производиться совместно гидрогеологами и почвоведами, а также гидрологами, т.е. изыскания должны быть комплексными.

3.2. Для обоснования технических решений по улучшению мелиоративного состояния земель изучаются следующие основные особенности территории:

геоморфологические (строение долин, террас, контуры и соотношение площадей возвышенных и пониженных участков, связь переувлажнения с морфологическими характеристиками микрорельефа);

инженерно-геологические (литологическое строение, показатели свойств грунтов, особенно слабых - илов, плывунов, торфов, сапропелей);

геологические процессы, их интенсивность и пораженность территории;

гидрогеологические (гидравлические и гидрохимические характеристики водоносных горизонтов, связь горизонтов между собой, гидрогеологические границы, водопроницаемость и водоотдача грунтов водонасыщенной зоны, амплитуда колебания и средняя глубина уровня подземных вод с детальностью 0,5 м по глубине в интервале 0-2 м);

гидрометеорологические (баланс поверхностных и подземных вод, естественное инфильтрационное питание, склоновый и подпочвенный сток).

На объектах площадью менее 500 га часть перечисленных задач, связанных с режимом подземных вод и установлением типа водного питания, выполняется с привлечением материалов по изученным аналогам.

3.3. Количество дополнительных к комплексной инженерно-гидрогеологической съемке скважин не должно превышать 1,8 на 1 (ТЭО, ТЭР) и 2,7 на 1 (проект, рабочий проект). Глубина скважин определяется положением первого от поверхности относительного водоупора. Наличие взаимосвязи водоносных слоев по вертикали устанавливается замерами уровней в разведочных скважинах в отдельных точках массива.

В случае напорного питания или фильтрации из вышележащего горизонта в нижний, часть скважин (40% от общего количества), должна вскрыть кровлю второго от поверхности водоносного пласта. При этом глубина скважин не должна превышать 35 м.

3.4. При отсутствии специализированной гидрогеологической или торфотехнической съемки заболоченных массивов дополнительным бурением должны быть изучены условия залегания торфяных отложений на их полную мощность с углублением скважин в минеральное дно на 1 м.

3.5. Для установления положения кровли минеральных отложений болотных массивов и глубины залегания зеркала подземных вод следует применять геофизические методы исследований (ВЭЗ, ВЭЗ ВП, МПВ), состав и объем которых в каждом случае определяется в зависимости от конкретных литолого-гидрогеологических условий объекта и обосновывается в программе изысканий.

3.6. Фильтрационные свойства грунтов определяются опытными кустовыми, одиночными и экспресс-откачками, которые производятся из водоносных горизонтов, принимающих участие в переувлажнении поверхностного слоя грунтов. Методика фильтрационного опробования должна учитывать неоднородность (анизотропию) грунтов и отвечать требованиям составления расчетных схем дренажа или открытых собирателей.

3.7. Дифференцированные объемы дополнительных к съемке изысканий для объектов площадью до 5 с грунтово-поверхностным или грунтово-напорным типом питания приведены в табл. 3. При наличии данных, где заболачивание местности происходит за счет поверхностного стока, гидрогеологические изыскания не проводятся, составляется только почвенно-мелиоративная карта. При назначении состава и объема инженерно-геологического изучения трасс коллекторов, площадок гидротехнических сооружений следует руководствоваться требованиями соответствующих разделов норматива.

Таблица 3

3.8. Пробы воды для определения содержания закисного железа должны отбираться из всех скважин, вскрывших подземные воды на глубине до 2 м. Отбор проб воды на стандартный химический анализ и для оценки агрессивности воды к бетону производится из каждого водоносного горизонта в количестве 3-5 проб.

3.9. В результате выполнения комплексных гидрогеологических, почвенно-мелиоративных и гидрологических изысканий в составе отчетных материалов следует составлять совмещенную карту почвенно-мелиоративного и гидрогеологического районирования с экспликацией, в основу которой должно быть принято понятие мелиоративного района, имеющего территорию с моногенетическими почвами, единым комплексом почвообразующих грунтов и общими причинами заболачивания.

Плотины с напором свыше 10 до 20 м

Плотины с напором до 10 м

Оградительные дамбы

Чаши водохранилищ

5.1. Изыскания для обоснования крупных гидротехнических сооружений, к которым относятся каналы (коллекторы), насосные станции, напорные бассейны и магистральные напорные трубопроводы, дюкеры, акведуки и другие сооружения, должны выполняться с применением горно-буровых, опытно-фильтрационных, геофизических и полевых исследований грунтов, лабораторных работ.

5.2. В результате проведения изысканий по трассам и площадкам гидротехнических сооружений должны быть определены:

глубины залегания подземных вод, их химический состав, агрессивность и режим (в естественном состоянии и по прогнозу в период эксплуатации);

неблагоприятные по инженерно-геологическим условиям участки, требующие специальных защитных инженерных мероприятий;

показатели состояния и свойств грунтов, влияющие на конструкцию сооружения;

влияние противофильтрационного давления на устойчивость откосов (основания) сооружения в строительный и эксплуатационный периоды;

данные для расчета фильтрационных потерь и размера зоны подтопления территории, сопредельной с водным трактом.

5.3. Для ТЭО, ТЭР на вариантах трассы каналов (коллекторов) необходимо проходить выработки (скважины, шурфы) через 500 м по трассе с учетом элементов геоморфологии и провести геофизические работы (см. табл. 4) в полосе шириной 500 м.

Глубина выработок назначается на 3-5 м ниже дна канала; 20% выработок должны быть пройдены до регионального или местного водоупора, но не глубже 25 м. На участках с наличием слабых грунтов (плывуны, торфы, или#, сапропели, грунты текучепластичной консистенции) все скважины должны быть пройдены с заглублением в подстилающие устойчивые грунты на 3 м.

Размещение разведочных выработок по трассе производится на основании предварительного инженерно-геологического районирования, составленного по материалам комплексной инженерно-геологической съемки. На участках трасс, проходящих на косогорах, в местах пересечения водотоков, железных и автомобильных дорог, необходимы дополнительные выработки по оси трассы и на поперечниках из трех скважин.

На стадии "проект", "рабочий проект" производится детализация литологического строения, гидрогеологических и инженерно-геологических условий трассы канала (коллектора), исходя из требований п. 5.2 с объемами, приведенными в табл. 4 (геофизические работы) и табл. 6 (разведочные работы) . Необходимость полевых исследований грунтов должна быть обоснована в программе.

5.4. На площадке насосной станции с подачей свыше 50 до 100 для ТЭО и ТЭР выполняется комплекс работ, состоящий из буровых (1-2 скважины), при необходимости - опытно-фильтрационных (одна одиночная откачка) и геофизических согласно табл. 4. Изыскания на площадках насосных станций с подачей 50 и менее выполняются только для III категории сложности инженерно-геологических условий, для I и II категорий сложности изыскания выполняются при отсутствии фондовых и других материалов по участку строительства.

Для обоснования проекта, рабочего проекта должен выполняться объем изысканий согласно табл. 4, 5, 6.

Глубина разведочных выработок на площадке насосной станции обосновывается расчетом, но не должна быть больше, чем две ширины фундамента. Из скважин (шурфов) следует послойно, с интервалом не менее 2 м, отбирать образцы и монолиты для лабораторных исследований физико-механических свойств грунтов.

В cлучае аналичия# на площадке просадочных и других слабых грунтов разведка производится на всю их мощность.

5.5. Изыскания для ТЭО, ТЭР, инженерных сооружений (дюкеры, акведуки, быстротоки, перепады, напорные бассейны, магистральные трубопроводы) выполняются для площадок, имеющих III категорию сложности инженерно-геологических условий. Для I и II категорий сложности изыскания выполняются при отсутствии фондовых и других материалов.

Таблица 6

по участку строительства#. Объем полевых работ для предпроектной документации не должен превышать 40% объемов, выполняемых на стадии "проект". На стадии "проект", "рабочий проект" должен выполняться полный объем полевых работ, приведенный в табл. 5, 6.

Глубина скважин для инженерных сооружений (кроме напорных бассейнов и магистральных трубопроводов, см. табл. 6) должен# быть на 3 м ниже глубины заложения. По трассе трубопровода геофизическими методами через 100 м должно производиться определение коррозийной активности грунтов с контрольными определениями в лаборатории электрохимическим способом (ГОСТ 9.015-74*).

6.1. Состав и объем изысканий для обоснования реконструкции гидромелиоративной системы должен назначаться, исходя из особенностей природных условий территории, негативных явлений, возникших в период ее эксплуатации, и задач, поставленных в техническом задании. При определении объемов полевых работ следует использовать материалы изысканий, выполненных для проекта системы, данные режимных наблюдений за уровнем подземных вод гидрогеолого-мелиоративных экспедиций и сведения по эксплуатации мелиоративной системы.

В разделе приведен рекомендуемый состав и объем полевых работ на стадии "проект", "рабочий проект".

Определение требуемого объема полевых работ и исследований для проекта реконструкции конкретной гидромелиоративной системы производится с учетом ее назначения и площади.

Если планируются предпроектные работы для реконструкции гидромелиоративной системы, то приведенные объемы работ выполняются на стадии ТЭО. В этом случае на стадии "проект", "рабочий проект" следует выполнять изыскания, состав и объем которых должены# быть обоснованы в ТЭО.

6.2. Изыскания на объектах реконструкции должны быть комплексными, т.е. должны выполняться совместно с почвенными и гидрологическими изысканиями по соответствующим нормативным документам.

Комплексные изыскания и исследования должны уточнить:

почвенно-геоморфологические условия (границы геоморфологических элементов, особенности микрорельефа, типы и степень засоления и заболачивания грунтов и т.д.);

гидрогеологические и инженерно-геологические характеристики грунтов в границах зоны мелиоративного воздействия (изменение режима и химического состава подземных вод, активизация инженерно-геологических процессов);

использование поверхностных и подземных вод для орошения и сельхозводоснабжения (объем отбора и качество подземных и поверхностных вод, способы утилизации дренажного стока и т.п.);

негативные явления техногенного воздействия (подтопление земель и населенных пунктов, вторичное засоление почв, образование и развитие верховодки, загрязнение подземных вод, интенсивность инженерно-геологических процессов);

надежность работы дренажа и состояние дренажной сети.

6.3. В состав комплексных изысканий должны входить:

обобщение и оценка имеющихся фондовых материалов выполненных проектно-изыскательских работ, включая ранее сделанные специализированные для целей гидромелиорации гидрогеологические (не мельче масштаба 1:50000) и почвенные (масштаба 1:10000-1:5000), съемки;

изучение данных наблюдений гидрогеолого-мелиоративной службы;

комплексное маршрутное обследование и изучение дистанционными (аэрокосмическими) методами массива мелиорации;

оценка фактического мелиоративного состояния земель и сооружений системы (заболачивание, засоление почв и др.);

гидрометрические работы на дренах, каналах, коллекторах, и, при необходимости, на поверхностных водоисточниках;

изучение режима и баланса подземных вод в целом по системе, и, особенно, вблизи дрен, каналов, коллекторов, водотоков (водоемов);

почвенно-гидрогеологические исследования (влагометрия, плотнометрия, солеметрия, оценка величины инфильтрационного питания подземных вод при фактической норме орошения);

специальные опытно-фильтрационные работы для уточнения фильтрационных параметров грунтов, расчетных схем действующего дренажа;

геофизические работы для уточнения глубины залегания подземных вод, водоупора, определения теплофизических параметров грунтов.

6.4. Детальные комплексные почвенные и гидрогеологические (при необходимости инженерно-геологические) изыскания и режимные наблюдения на гидромелиоративных системах должны производиться на ключевых участках площадью 1 .

Количество ключевых участков определяется в зависимости от сложности гидрогеологических и инженерно-геологических условий исследуемой территории, площади гидромелиоративной системы, и обосновывается в программе изысканий по следующим критериям различия:

тип фильтрационной схемы, в том числе тип водного питания заболоченных территорий;

характер гидравлической связи водоносных горизонтов;

тип и параметры построенного дренажа;

условия питания и разгрузки первого от поверхности водоносного горизонта;

наличие и активность инженерно-геологических процессов.

Расположение ключевых участков следует производить после анализа имеющихся материалов и комплексного обследования территории и эксплуатируемых гидротехнических сооружений реконструируемой гидромелиоративной системы.

6.5. Состав и объем работ на ключевых участках назначаются, исходя из решаемых задач (п. 6.2), приведены в табл. 7 и выполняются только в том случае, если они не проводились ранее (п. 6.1).

Таблица 7

Продолжительность наблюдений за уровнем подземных вод назначается на менее 6 месяцев, обязательно включая вегетационный период (рекомендуемый срок наблюдений 12 месяцев) и, в случае замедленной реакции на увлажнение (иссушение), может быть увеличена до полутора лет.

В случае, когда на действующей гидромелиоративной системе не произошло изменения площади или водопотребления по сравнению с проектным, то гидрогеолого-мелиоративные условия уточняются только в части положения уровня подземных вод и засоления почв.

6.6. В результате выполнения изысканий должны быть получены данные, позволяющие произвести:

сопоставление фактически сложившейся мелиоративной ситуации на массиве с природной (до гидромелиорации) и с проектным прогнозом;

установление причин, вызвавших неблагоприятную гидрогеолого-мелиоративную обстановку, в том числе относящихся к эксплуатации дренажа и водоподаче;

количественную характеристику факторов изменения гидрогеолого-мелиоративных условий;

выполнение уточненного прогноза и разработку рекомендаций по управлению водно-солевым режимом.

6.7. При изменении расположения трасс каналов, коллекторов и площадок инженерных сооружений необходимый комплекс изысканий по ним (разведка) выполняется в объемах, соответствующих стадии проектирования как для объектов нового строительства, с учетом изысканий, выполненных на площади мелиорации.

7.1. В районе распространения вечномерзлых грунтов геокриологические (мерзлотные) исследования являются обязательной составной частью изысканий.

В разделе приведены объемы мерзлотных исследований, выполняемых на стадии "проект", "рабочий проект". Для ТЭО, ТЭР мерзлотные исследования выполняются в объеме до 40% от приведенных в разделе.

Мерзлотные исследования должны проводиться в период отсутствия снежного покрова и только в исключительных случаях (сплошная заболоченность, недоступность территории в летний период и др.) разрешается проводить в зимний период. При наличии аэрокосмофотоматериалов допускается проведение работ зимой (преимущественно - проходка выработок) с последующим уточнением полученных результатов в бесснежный период года.

7.2. В программе мерзлотных исследований кроме требований СНиП 1.02.07-87 дополнительно должны быть данные об особенностях строительства и эксплуатации проектируемого объекта, которые могут вызвать изменение теплового режима грунтов (корчевка леса или кустарника, снятие частично или полностью слоя сезонного протаивания грунта, периодичность и высота затопления и др.).

7.3. В результате выполнения дополнительных мерзлотных исследований должны быть получены данные по:

инженерно-геокриологическим условиям строительной площадки (распространение и залегание вечномерзлых грунтов, их состав, строение и температурный режим, мощность слоя сезонного оттаивания и промерзания, наличие погребенных льдов, сведения о мерзлотных геологических процессах и др.);

физико-механическим характеристикам мерзлых грунтов;

опыту гидромелиоративного строительства в аналогичных природных условиях (объекты-аналоги).

7.4. Для оконтуривания пластовых, жильных льдов и таликов на площадках сооружений назначение расстояния между скважинами производится только после выявления общей инженерно-геокриологической обстановки массива и должно быть не более 5 м.

При назначении глубины исследований должны выполняться следующие требования:

глубина скважин должна быть, примерно на 3 м больше расчетной глубины оттаивания под влиянием строительства;

на каждом геоморфологическом элементе должно быть пройдено не менее одной скважины глубиной 10-20 м для определения температуры в зоне нулевых годовых амплитуд температур грунта;

скважины, вскрывшие таликовые зоны и подземный лед, должны быть пройдены на всю их мощность, но не глубже 15 м.

7.5. При мерзлотных исследованиях следует выполнять наблюдения за:

температурным режимом грунтов в скважинах (выполняются по всему разрезу скважины от устья до забоя; до 5 м глубины замеры проводятся через 0,5 м; свыше 5 м - через 1 м);

глубиной сезонного промерзания, оттаивания грунтов;

геокриогенными явлениями и процессами;

надмерзлотными водами для определения глубины их залегания в сочетании с глубиной сезонного протаивания.

7.6. Дополнительно к основным полевым работам должны выполняться геофизические исследования, состав и объем которых в каждом конкретном случае обосновывается в программе. Расстояния между профилями и шаг наблюдений по профилю приведены в табл. 8.

Таблица 8

7.7. Для плотин и дамб с напором до 10 м расстояние между выработками должно составлять 50-150 м.

Под водопропускные сооружения выработки закладываются не реже, чем через 10-15 ч.

При напоре менее 3 м и в простых инженерно-геологических условиях допускается проведение разведочных работ только по оси сооружения.

7.8. Площадь водохранилища и прилегающая территория исследуется методом разведки по створам. Створы должны проходить по всем формам рельефа зоны затопления. Для уточнения возможности возникновения неблагоприятных и опасных явлений за пределами водохранилища допускаются изыскания по створам от водохранилища до предполагаемой границы проявления неблагоприятных процессов. На створах проходятся разведочные выработки через 100-300 м.

В результате изысканий на площади проектируемого водохранилища должны быть оценены:

возможность солифлюкции берегов;

опасность вытаивания погребенных включений льда и термопросадочность мерзлых грунтов в основаниях проектируемых и существующих сооружений, расположенных в зоне теплового воздействия водохранилища;

величина осадки дна ложа водохранилища в процессе его эксплуатации;

опасность протаивания подземных включений льда на водоразделах и в результате этого, прорыва вод водохранилища в соседние долины.

7.9. На трассах каналов и коллекторов при несложных мерзлотных условиях и достаточной изученности массива по глубине допускается использование только ранее выполненных площадных изысканий с дополнительными контрольными скважинами.

Среднее расстояние между выработками по трассе не должно превышать 300 м. На участках распространения подземных льдов, активного термокарста, больших фильтрационных потерь и других неблагоприятных явлений расстояние между разведочными выработками может быть уменьшено до 100 м. Глубина разведочных выработок должна назначаться из расчета возможного оттаивания грунтов в период эксплуатации канала или коллектора.

7.10. Основным графическим материалом отчета является комплексная карта инженерно-геологических, гидрогеологических и геокриологических условий с инженерно-геологическими разрезами.

На разрезах дополнительно показываются:

границы вечномерзлых толщ и таликов;

глубины максимального сезонного протаивания и промерзания;

зоны повышенного содержания в грунтах текстурообразующих и инъекционных льдов;

физико-механические свойства мерзлых грунтов;