Оценка и прогноз экологической ситуации при строительстве здания мехового ателье

Глубина промерзания грунтов определяется величиной снежного покрова, составом грунтов и другими факторами. Для г. Томска глубина сезонного промерзания суглинистых грунтов на открытых участках колеблется от 2,0 до 2,4 м, а на заснеженных- от 0,5 до 1,5 м.

Распределение осадков по сезонам года и территории неравномерно. Основное количество осадков приходится на теплое время года. Минимальное количество осадков отмечается во второй половине зимы, начале весны. Среднее многолетнее количество осадков по месяцам приведено в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Среднее количество осадков

Максимальное среднегодовое количество осадков 685 мм, минимальное-368 мм. Зимой преобладают осадки обложного характера, летом-ливневого. Осадки холодного периода образуют снежный покров , который появляется в октябре и сохраняется до начала мая. Высота снежного покрова достигает в лесу 70 см, на открытых участках (поля, луга) до 30-50 см. Сход снежного покрова наблюдается в конце апреля - начале мая.

В пределах города часто отмечаются туманы. Максимальное количество туманов характерно для августа месяца. В течении холодного периода туманы появляются реже.

Ветровой режим на территории г.Томска обусловлен особенностями циркуляции атмосферных потоков воздуха при прохождении циклонов и антициклонов. В течении года наибольшую повторяемость имеют ветры южного направления 60-63%, северные и северо-восточные -17%. В конце осени, зимой и в начале весеннего периода господствуют ветры южного направления при значительной повторяемости юго-западных. В мае повторяемость юго-западных и северо-западных ветров увеличивается, достигая в мае 22-29%. Начиная с мая и до конца лета, увеличивается повторяемость северных и северо-восточных ветров.

Средне месячные и годовые скорости ветра представлены в таблице 1.3. Повторяемость ветров (в процентах за год) приведена в таблице 1.4. Розы ветров приведены на рисунке1.2.

Таблица 1.3 Среднемесячная и годовая скорости ветра

Таблица 1.4 Повторяемость ветров в течение года

Ураганы отмечаются в начале лета и в конце осени. Они сопровождаются довольно сильным разрушением кровель, падением деревьев, заборов, рекламных щитов, порывами электролинии и телеграфных проводов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.2 Роза ветров

1.3 Гидрологические условия

Река Томь- правый приток реки Оби относится к категории больших рек и протекает с юго-востока на северо-запад по территории Хакасской республики, Красноярскому краю, Кемеровской и Томской областям. Длина реки 840 км , площадь водосбора 61240 км². Расстояние от устья до г. Томска 70 км. Русло реки прямое, в районе Лагерного сада река делает резкий поворот. Ширина реки в межень в черте города изменяется от 500 до 800 м. Скорость течения 1,2-1,5 м/с. Глубина реки от 2-4 до 6-8 м и более. В половодье глубины возрастают и достигают 6-10 и 12-15 м, скорость течения реки увеличивается до 3,0 м/с. Ложе реки сложено песчано-галечниковыми и гравелистыми грунтами.

Правые притоки р. Томи реки Ушайка, Басандайка, и М. Киргизка берут начало на Томь-Яйском водоразделе. Длина этих рек изменяется от 60до 86 км. Они относятся к категории малых рек. Эти реки обладают ярко выраженным паводковым режимом, который проявляется синхронно с паводком р. Томи. Подъем уровня рек в паводковый период отмечается от 3-4 до 5-6 м.

Река имеет смешанное питание, среди которого преобладает снеговое и дождевое, в меньшей степени оно определяется подземными стоками за счет разгрузки подземных вод. Расходы реки находятся в пределах от 102 до 650 м³/с в межень и от 4000 до 14400 м³/с в паводок редкой повторяемости (рис.1.3.).

Рисунок 1.3 Гидрологический режим р. Томи

2. Геологическое строение

2.1.1 Геологическое строение

Стратиграфия

В геологическом строение г. Томска принимают участие отложения палеогенового (P), неогенового (N₂K_i), четвертичного (Q) возрастов.

Палеогеновая система на территории г. Томска представлена достаточно широко и слагает нижнюю часть рыхлой толщи. Палеогеновые отложения залегают непосредственно на юрских отложениях и на коре выветривания глинистых сланцев в пределах склона и самого Томь-Яйского водораздела. Эти отложения отсутствуют в пределах высокой поймы р. Томи, первой и второй террас р. Ушайки. Палеогеновая система на территории города представлена отложениями люленворской (P₁ll), новомихайловской (P_2-3nm) и лагерно-томской (P₃lg) свит (табл.2.1, рис.2.1).

Эоценовые отложения люленворской свиты (Pll) по данным бурения вскрыты в северо-западной части города в районе Речного порта. Они с размывом залегают на отложениях симоновской (K₂sm) свиты и имеют мощность до 9,0 м. Гипсометрические отметки подошвы отложений колеблются от +3 до +16 м. Мощность свиты увеличивается в северо-западном направлении в сторону погружения фундамента Западно-Сибирской плиты. По данным К.И. Иванова (1986), он имеет уступообразный характер. Отложения данной свиты представлены зеленовато-серыми (оливково-зелеными) и темно-серыми глинами с тонкими прослоями, линзами и присыпками песка кварцполевошпатового состава и светло-серого алевролита.

Эоценолигоценовые отложения отмечаются в северо-западной части города и пользуются узколокальным распространением. Они залегают на отложениях люленворской свиты и представлены осадками юрковской (P₂jr) свиты, включающей разнозернистые полимиктовые полевошпатокварцевые пески серого цвета, которые в нижней части содержит включения гравия. Среди песков отмечаются прослои и тонкие линзы плотных глин и суглинков серого. Зеленовато-серого и коричневого цвета, а также линзы лигнитов. Мощность отложений свиты колеблется от 28 до 48 м.

Олигоценовые отложения на территории Томска представлены новомихайловской ( P_2-3nm) и лагерно-томской (P₃lgt) свитами.

Новомихайловская свита залегает на коре выветривания глинистых сланцев. Она сложена аллювиальными и аллювиально-озерными отложениями. Она состоит из двух пачек. Нижняя представлена среднезернистыми песками с включениями гравия. Пески преимущественно кварцевые с горизонтальной слоистостью. С прослоями глин, суглинков, бурых углей и лигнита. Мощность песков колеблется от 0-2 м до 5-10 м в древних желобах стока коры выветривания. Выше залегают довольно выдержанный слой глины, мощностью от 8 до 12 м. По отдельным скважинам мощность глин составляет 29,1 м. Окраска глин изменяется от светло-серой и зеленовато-серой до темно-бурой. В разрезе пласта встречаются остатки древесины, лигниты. В пределах слоя глины отмечаются прослои мелкого песка, окрашенного в серый, зеленовато-серый и иногда в черный цвет.

Глины плотные, водостойкие склонные к набуханию и разуплотнению. Мощность отложений свиты изменяется от 8-10 до 20-30 м.

Лагерно-томская свита залегает на отложениях новомихайловской свиты. Представлена песками мелко- и среднезернистого состава, слюдистыми с тонкими прослоями и линзами глин, суглинков и супесей. В нижней части слоя пески чаще среднезернистые с включениями гравия до 10%. Выше по разрезу они переходят в мелкозернистые пылеватые пески, которые перекрываются супесями. Мощность горизонта песков колеблется от 6-7 до 10 м. Слой супеси имеет мощность от 1 до 2 м. Окраска песков светло-серая, желтовато-серая до коричневой. Условия залегания новомихайловской и лагерно-томской свит определяются гипсометрическим положением коры выветривания глинистых сланцев. В районе Лагерного сада они имеют пологий наклон в сторону р. Томи.

Неогеновая система представлена осадками кочковской (Nkc) свиты верхнего плиоцена. Отложения свиты пользуются широким распространением в пределах городской территории и обнажаются по берегам рек Томи. Ушайки и Киргизки. Они перекрываются осадками четвертичного возраста федосовский (тайгинской) свиты и субаэральными суглинками верхнечетвертичного возраста. Отложения кочковской свиты залегают на размытой поверхности палеогеновых образований. В разрезе свиты выделяют две пачки: нижнюю и верхнюю. Нижняя пачка представлена аллювиальными песками с включениями гравия и мелкой гальки. Верхняя пачка сложена озерными глинами и суглинками. Окраска их бурая, зеленовато-серая с пятнами ожелезнения, на отдельных участках обохренная. Содержит прослои и линзы разнозернистого, чаще мелкого, песка. Глины плотные, при высыхании камнеподобные.

Четвертичная система включает отложения среднего, средне-верхнего, верхнего и современного отделов.

Среднечетвертичные отложения представлены толщей федосовской (тайгинской) свиты, которая развита в пределах водораздельной части городской территории. Отложения свиты включают глины, суглинки и супеси с прослоями песков. Осадки свиты формировались в условиях пресноводных озер, стариц, болот приледникового водного бассейна. Они отличаются невыдержанностью своего состава по площади и разрезу. Окраска пород голубовато-серая до бурой. Мощность отложений свиты колеблется от 0 до 16 м.

Средне-верхний отдел представлен аллювиальными суглинками, супесями и песками светло-коричневого и желтовато-серого цвета. Мощность отложений свиты колеблется от 5-6 до 10-11 м. Выше по разрезу они перекрываются субаэральными отложениями, представленными лессовидными суглинками и супесями, которые в обнажениях довольно часто имеют столбчатую отдельность. Мощность субаэральных отложений колеблется от 2-3 до 5 м и более.

Верхний отдел представлен отложениями высокой и низкой поймы р. Томи, объединяемых в один геоморфологический элемент. Отложения поймы прослеживаются от Коммунального моста до Черемошников и далее вниз по реке. Они представлены глинами, суглинками, супесями, песками и гравийно-галечниковыми отложениями. На отдельных участках они перекрыты овражные пролювием конусов выноса, мощность отложений от 12 до 17 м.

Вторая терраса р. Ушайки образована аллювиальными отложениями среднечетвертичного возраста. Отложения представлены суглинками, супесями и песками. Подстилают толщу гравийно-галечниковые отложения мощностью от 0,5 до 1,5 м. Ниже залегают выветрелые и трещиноватые породы палеозойского фундамента, представленные глинистыми сланцами карбонового возраста. Мощность аллювиальных отложений от 10 до 14 м.

Отложения первой надпойменной террасы р. Ушайки представлены верхнечетвертичным и современными аллювиальными образованиями, включающими суглинки, супеси и пески, которые в нижней части разреза сменяются гравийно-галечниковыми образованиями, обломки которых имеют среднюю или слабую степень окатанности. Мощность отложений колеблется от 6-7 до 8-10 м. Подстилают их глинистые сланцы палеозойского фундамента.

Насыпные и техногенные грунты пользуются широким распространением на территории города, образуя так называемый культурный слой. Мощность этих грунтов изменяется от 0,5-1,5 м на водоразделе и увеличивается до 4-8 м на высокой пойме р. Томи. Насыпные грунты отсыпаны сухим способом, имеют различный возраст и по своему состоянию относятся к слежавшимся и слабослежавшимся. Они представлены бытовыми и промышленными отходами, органикой и различного вида перемещенными грунтами (суглинки, пески, гравий и т.д.).

Включения представлены древесиной, обломками кирпича, бетона и металла.

Техногенные насыпные грунты развиты в районе золоотвала на р. Ушайке. Представлены золой гидроудаления ГРЭС-2. Мощность их колеблется от 2-3 до 6-8 м, достигая в центральной части 18-19 м. Площадь золоотвала 42,5 га.

Грунты оползневых тел отмечаются на участках развития этих процессов в Лагерном саду, микрорайоне Солнечный, вдоль склона Томь-Яйского водораздела, по бортам глубоких оврагов (район Спичечной фабрики) и др.

В стратиграфическом отношении в пределах городской территории выделяют отложения палеозойской, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем (табл.2.1).

Палеозойская система представлена сложнодислоцированными глинистыми сланцами, алевролитами и песчаниками карбонового возраста, включающими лагерно-садскую (C₁lgc) и басандайскую (C₁bc) свиты. Отложения палеозойской системы образуют фундамент Сибирской плиты и Колывань-Томской складчатой зоны. Они имеют выходы на дневную поверхность в пределах долин рек Томи, Ушайки, Басандайки и др. На отдельных участках они рассечены дайками диабазов и порфиритов. Возраст дайковых пород определен как юрский.

Меловая система на территории города представлена верхним отделом, включающим синоманский и туронский ярусы. Эти отложения выявлены в пределах северо-западной части города в районе Речного порта. Они вскрыты единичными скважинами на участке резкого погружения палеозойского фундамента под рыхлые отложения Западно-Сибирской плиты. Стратиграфически они относятся к симоновской (K₂sm) свите. Поверхность свиты ровная со слабым наклоном на северо-запад. Абсолютные отметки кровли изменяются в пределах +6 +8 м, а ее подошвы -7 м. Мощность ее составляет 13-15 м. Литологический состав свиты представлен континентальными отложениями озерно-аллювиальных равнин, которые включают главным образом мелкие светло-серые пылеватые пески и супеси. Пески скреплены слабым глинистым, преимущественно гидрослюдным цементом. Для них характерна грубая слоистость, обусловленная сменой фациальной обстановки и отложениями более грубозернистых разностей. Пески имеют зеленоватый оттенок. Среди песков отмечаются прослои, пласты и линзы глин и суглинков, имеющих серую, светло-серую и зеленовато-серую окраску. Эти отложения перекрывают образованиями люленворской (P₁ll) свиты.

Таблица 2.1 Схематическая стратиграфическая колонка г. Томска

Рисунок 2.1. Схематическая геологическая карта территории г. Томска

Условные обозначения:

1 - золоотвал, свалки; 2 - аллювиальные отложения высокой поймы р. Томи; 3- аллювиальные отложения рек Ушайки и М. Киргизки; 4 - отложения второй надпойменной террасы рек Ушайки и М. Киргизки; 5 - отложения федосовской свиты; 6 - отложения кочковской свиты; 7 - отложения новомихайловской свиты; 8 - палеозойские отложения лагерно-садской и басандайской свит; 9 - геологические границы; 10 - овраги: засыпанные (б), не засыпанные (б); 11 - границы оползневых участков; 12 - геологические профили.

2.1.2 Тектоника

В тектоническом отношении территория г. Томска расположена на сочленении Колывань-Томской складчатой зоны и юго-восточной части Западно-Сибирской плиты. Городская территория находится на юго-западной окраине Притомской глыбы, надвинутой на верхнепермские отложения Кузбасса.

В пределах города и его окраин вся толща подразделяется на два структурных этажа. Нижний структурный этаж сложен сложнодислоцированными глинистыми сланцами карбонового возраста, рассеченными на отдельных участках дайками основного состава юрского возраста. Верхний ярус представлен рыхлыми песчано-глинистыми отложениями палеоген-неогенового и четвертичного возрастов.

Карбоновые отложения представлены глинистыми сланцами, алевролитами и песчаниками, смятыми в линейно вытянутые складки и рассеченными тектоническими нарушениями. По возрасту нижний структурный этаж относится к герцинидам Колывань-Томской складчатой зоны и в региональном плане расположен между каледонидами Притомской глыбы на западе и салаиридами Кузнецкого Алатау на востоке. По данным исследований М.П. Нагорского, Колывань-Томская складчатая зона представлена восточным крылом крупного синклинория, который под углом 20-30⁰ погружается в западном направлении- в сторону Западно-Сибирской плиты. Складчатые структуры Колывань-Томской зоны собраны в узкие, линейно вытянутые в субмеридиальном направлении складки, оси которой испытали слабые поперечные прогибания, достигающие 2-5⁰. Для складок характерно асимметричное строение с крутопадающими (60-80⁰) западными и полного падающими (40-50⁰) восточными крыльями. Антиклинальные складки более сжаты и заострены, чем синклинальные, которые в своих замках приближаются к сундучному типу. Для пород характерна интенсивная рассланцовка, плоскости которой совпадают с простиранием складчатых структур и имеют крутое (70-80⁰) юго-восточной падение.

Крупные складки осложнены более мелкими пликативными структурами, оси которых имеют волнистое строение. Складчатые структуры осложнены дизъюнктивными нарушениями субмередиального и субширотного простирания. Субмередиальные нарушения проходят по руслу р. Томи и параллельно ему, образуя крупные разломы надвигового характера (Томский надвиг. Для них характерно проявление интенсивной рассланцовки пород, кливажа, зон дробления, смятия и брекчирования.

Тектонические нарушения часто имеют отполированные поверхности и зеркала скольжения. По зонам дробления часто развиваются жилы кварцевого состава. Тектонические нарушения субширотного направления по отношению к Томскому надвигу являются нарушениями второго порядка (рис.2.2.). Они поперечно ориентированы к складчатым структурам и с ними связаны русла рек Ушайки, Басандайки, Малой и Большой Киргизок, Тугояковки и других правых притоков. Тектонические нарушения, оперяющие разрывы второго порядка, относятся к третьему порядку. С ними связаны притоки рек Ушайки, Киргизки, Басандайки и оси крупных оврагов. Наличие тектонических нарушений первого, второго и третьего порядков обусловило блочное строение территории г. Томска (рис.2.2,2.3).

Современный облик тектоническое строение приобрело в среднечетвертичное время в период максимального оледенения Северного полушария, которое привело, согласно теории Меланковича, к изменению положения оси прецессии Земли по отношению к плоскости эклиптики. Смещение оси вращения Земли вызвало подвижку литосферных плит и тектоническую перестройку рельефа, которая привела к формированию современной речной сети в пределах Северного полушария. Эти процессы способствовали воздыманию Колывань-Томской складчатой зоны и ее северной части- Томского выступа, который в свою очередь включает целый ряд более мелких тектонических блоков.

В пределах города выделено два основных блока: северный и южный. Границами северного блока служат тектонические нарушения по руслам рек М. Киргизка, Томь и Ушайка. Границами южного блока являются разломы по долинам рек Ушайки, Томи и Басандайки (рис.2.3.). Тектонические блоки имеют пологий наклон в северном направлении.

С тектоническими нарушениями и осями синклинальных складок в большинстве случаев связаны древние желоба стока в коре выветривания глинистых сланцев.

Рисунок 2.2. Схематическая карта тектонических блоков на территории

Условные обозначения: тектонические блоки: 1- западный (3-1, 3-2), 2- кузовлевский (А), 3- северный (С-1, С-2, С-3, С-4, С-5), 4- южный (Ю-1. Ю-2, Ю-3, Ю-4, Ю-5),5- басандайский (Б), 6- восточный (В), 7- границы тектонических блоков первого порядка, 8- границы тектонических блоков второго порядка, 9-10- индексы тектонических блоков, 11-12- элементы штриховки тектонических блоков второго порядка.

Рисунок 2.3 Схематическая карта тектонических блоков на территории г. Томска

Условные обозначения: тектонические блоки: 1 - западный (3-1,3-2), 2 кузовлевский (А), 3 - северный (С-1,С-2,С-3,С-4,С-5), 4 - южный (Ю-1,Ю-2,Ю-3,Ю-4,Ю-5), 5 - басандайский (Б), 6 - восточный (В), 7 - границы тектонических блоков первого порядка, 8 - границы тектонических блоков второго порядка, 9-10 - индексы тектонических блоков, 11-12 - элементы штриховки тектонических блоков второго порядка

2.2 Гидрогеологические особенности

Гидрогеологические условия г. Томска определяются особенностями геологического строения территории, развитой речной сетью и наличием большого количества водонесущих коммуникаций.

В гидрогеологическом отношении в разрезе выделяются два структурных этажа, с которыми связаны два основных водоносных комплекса. Нижний водоносный комплекс приурочен к дислоцированным и трещиноватым породам карбона, представленными глинистыми сланцами, алевролитами и песчаниками басандайской и лагерно-томской свит, а также дайкового комплекса юрского возраста. Погружение палеозойских пород отмечается в северном и северо-западном направление. В долинах рек Басандайки, Томи и Ушайки они выходят на дневную поверхность, а в районе Речного порта погружаются на глубину до 80-100 м. Подземные воды приурочены к зоне региональной трещиноватости мощностью от 20 до80 м, которая развита в верхней части разреза толщи и по зонам тектонического дробления. По условиям залегания воды относятся к трещинному типу, имеют хорошо выраженный напорный характер. Водообильность палеозойских отложений низкая, отличается крайней неравномерностью и обусловлена степенью трещиноватости пород. Дебиты скважин колеблются от 0,1 до 508 л/с, при понижениях уровней от 1 до 29 м. Удельные дебиты не превышают 0,19 л/с.

Подземные воды трещиноватой зоны палеозойского фундамента гидрокарбонатные, кальциево-магниевые, с минерализацией от 0,2 до 0,5 г/л и более. Общая жесткость в среднем составляет 6,15 мг экв.

Палеозойские отложения практически повсеместно перекрыты корой выветривания глинистых сланцев мощностью от 2-5 до 50 м, которая выполняет роль регионального водоупора. Возраст коры выветривания определяется как мел-палеогеновый (К-Р). Она представлена глинами и суглинками голубовато-серого цвета, а на отдельных участках- белыми каолиновыми глинами. В ряде случаев кора выветривания из глинистых пород отсутствует и представлена элювиальным щебнем и дресвой, по которым осуществляется гидравлическая связь с вышерасположенными водоносными горизонтами палеогеновых отложений.

Подземные воды водоносного комплекса палеогеновых отложений новомихайловской и лагерносадной свит широко представлены на территории города. Водоносные горизонты приурочены к пескам и гравийно галечниковым отложениям, заполняющими древние ложбины стока, в коре выветривания и образующие самостоятельные горизонты, разделенные глинистыми слоями новомихайловской свиты.

По гидравлическим признакам подземные воды относятся к напорно безнапорным. На выходах палеогеновых пород в районе Лагерного сада они имеют безнапорный характер.

В зоне разгрузки Томь-Яйского водораздела по долине р. Томи и Ушайки на участках Московского тракта, Воскресенской и Каштачной гор, ул. Загорной они приобретают слабый напорный характер. Гидродинамический уровень устанавливается на 1-2 м выше кровли водоносного горизонта. В районе Черемошников и далее на северо-запад воды имеют напорный характер. Их уровень устанавливается вблизи поверхности земли на отметках 73-80 м. Подземные воды палеогеновых отложений определяют обводненность террасовых комплексов реки Ушайки и высокой поймы р. Томи. Водообильность отложений неравномерная и зависит от их гранулометрического состава и промытости. Коэффициенты фильтрации для пылеватых песков изменяются от 0,8 до 1,5 м/сут, для мелких и средних промытых песков от 3 до 15 м/сут и для гравийно-галечниковых отложений от 8 до 15 м/сут. По данным откачек, выполненных для палеоген-неогеновых водоносных горизонтов в микрорайоне Солнечном, Лагерном саду и ул. Б. Подгорной, удельные дебиты изменяются от 0,2 до 0,8 л/с. В районе Черемошников эксплуатационные скважины имеют дебиты от 4-6 до 26 л/с при понижении уровня 8,3 м. По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые с минерализацией до 0,5 г/л.

Подземные воды неогеновых отложений кочковской свиты образуют один водоносный горизонт, который приурочен к пылеватым и гравелистым пескам и супесям. Данный водоносный горизонт пользуется широким распространением на территории города в пределах склона Томь-Яйского водораздела. Подземные воды порового типа, безнапорные. Напорный характер подземные воды приобретают в случае появления перекрывающих водоносный горизонт глинистых пород на участках уменьшения его мощности. В целом, водоносный горизонт достаточно выдержан по площади. Его мощность в среднем составляет 8-12 м, увеличиваясь иногда до 20-25 м. Гидравлические градиенты изменяются от 0,005 в водораздельной части до 0,1 в зоне разгрузки. Глубина залегания уровня водоносного горизонта составляет в среднем 22-25 м. По данным Томской гидрогеологической экспедиции, водообильность отложений кочковской свиты меняется в широких пределах: от 0,013 до 7,8 л/с при понижении уровня от 4,4 до 7,6 м. Коэффициенты фильтрации для супесей колеблются от 0,2 до 0,6 м/сут, пылеватых песков - от 0,2 до 1,2 м/сут и гравелистых песков до 5-8 м/сут. Подземные воды разгружаются в пределах глубоких оврагов и по берегам рек Томи, Ушайки и М. Киргизки. Дебиты источников изменяются от 0,3 до 0,5 л/с. По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые, с минерализацией до 0,36 г/л.

Подземные воды четвертичных отложений пользуются широким развитием в отложениях федосовской свиты и аллювиальных отложениях речных террас р. Ушайки и высокой поймы р. Томи.

Подземные воды, приуроченные к отложениям федосовской (тайской) свиты, развиты в пределах водораздельной части городской территории (Иркутский тракт, Академгородок, пл. Южная). Они приурочены к супесям, прослоям песков и суглинков текучей и текучепластичной консистенции. По своему характеру они относятся к поровому типу и являются безнапорными. Коэффициенты фильтрации характеризуются низкими значениями и колеблются от 0,0001 м/сут для глинистых пород, до 0,4-1,0 м для супесей и пылеватых песков. Породы отличаются слабой водоотдачей. По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые.

Подземные воды второй надпойменной террасы р. Ушайки пользуются большим распространением на территории города. В пределах центральной части города они занимают участки склона речной долины от университетской рощи и главпочтамта до золоотвала. В основании разреза второй террасы залегают гравелистые пески и гравийные образования мощностью от 0,5 до 1,5 м, которые вверх по разрезу сменяются супесями, песками и иловатыми суглинками.

Подстилающими породами служат глины коры выветривания глинистых сланцев и щебень этих пород. Подземные воды безнапорные. Питание их осуществляется за счет разгрузки водоносных горизонтов склона Томь-Яйского водораздела и атмосферных осадков, в ряде случаев - за счет утечек из водонесущих коммуникаций. На отдельных участках отмечается разгрузка подземных вод в виде пластовых выходов и источников сосредоточенного типа (ул. Советская, Герцена, Алтайская и др.). На участке ул. Белинского-Карташова при бурении инженерно-геологических скважин зафиксированы выбросы метана.

Подземные воды первой надпойменной террасы р. Ушайки также пользуются распространением вдоль ее русла от пл. Батенькова и далее вверх по течению по правому и левому берегу. Отложения первой террасы представлены иловатыми суглинками, супесями, иловатыми песками, среднезернистыми и гравелистыми песками, которые сверху перекрыты насыпными грунтами мощностью от 1,7 до 4,0 м. Уровни подземных вод фиксируются на отметках 73-79 м. Подземные воды приурочены к слою средних и гравелистых песков, залегающих в нижней части разреза в интервале от 7 до 12,5 м.

Подземные воды по химическому составу гидрокарбонатные кальциево-магниевые. Они имеют тесную гидравлическую связь с уровнем воды в реке Ушайке и характеризуются паводковым режимом подъема уровней.

Подземные воды высокой поймы р. Томи определяются ее расположением между руслом реки и подошвой склона Томь-Яйского водораздела. Мощность отложений высокой поймы увеличивается в направлении от Коммунального моста до Черемошников за счет песчано-гравийных и гравийно-галечниковых отложений на участке погружения палеозойского фундамента. Литологический состав отложений высокой поймы снизу вверх представлен гравийно-галечниковыми отложениями, песками, супесями, торфами, суглинками и глинами. Подземные воды приурочены к гравийно-галечниковым отложениям, пескам, супесям, и суглинкам. Абсолютная отметка уровня подземных вод колеблется от 70 до 73 м. В закраинах, в зоне разгрузки палеогеновых водоносных горизонтов, уровни подземных вод располагаются на отметках до 86-88 м. Подземные воды имеют тесную гидравлическую связь с рекой. Во время паводков они приобретают напорный характер, величина которого составляет 6-7 м. Минимальные значения коэффициентов фильтрации водовмещающих пород 0,1-2,0 м/сут, максимальные до 70-80 м/сут, при средних значениях для гравийно-галечниковых отложений 20-30 м/сут. По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциево-натриевые с минерализацией от 0,19 до 0,6 г/л. Удельные дебиты скважин изменяются от 0,19 до 6,9 л/с.

В пределах высокой поймы р. Томи широким развитием пользуются техногенные водоносные горизонты, обусловленные утечками из водонесущих коммуникаций, барражными эффектами свайных полей и залегающие в пределах толщи насыпных грунтов и суглинков. Глубина залегания этого горизонта от 1,5 до 3,5 м, а в период паводков в пониженных участках устанавливается выше поверхности земли на 0,2-0,5 м.

Направление движения подземных вод ориентировано в сторону р. Томи и р. Ушайки, а также вдоль течения этих рек.

2.3 Неблагоприятные процессы и явления

В пределах территории г Томска и его окрестностях широким развитием пользуются различные неблагоприятные процессы и явления. К их числу относятся: суффозия, оползни, овраги, речная эрозия, заболачивание, оплывание и осыпание пород, морозное пучение, подтопление и другие.

Суффозионные процессы отмечаются на участках сосредоточенной разгрузки подземных вод Томь-Яйского водораздела в пределах долин р. Томи, Ушайки и других. Развитие этих процессов приурочено к древним ложбинам стока коры выветривания глинистых сланцев, заполненных разнозернистыми песками, с включениями гравия и мелкой гальки. Движение фильтрационных потоков по желобам стока с гидравлическими градиентами от 0,10 до 0,125 и более, обусловливает вынос пылеватых и мелких песчаных частиц и способствует проявлению суффозионных процессов. В рельефе они выражены в виде суффозионных цирков с сосредоточенным выходом подземных вод. Особенно большими размерами отличились суффозионные цирки в районе Лагерного сада. После выполаживания склона и выполнения планировочных работ большинство из них было ликвидировано. Тем не менее, на участках, за пределами влияния подземной дренажной горной выработке, эти процессы продолжаются.

Оползни имеют широкое развитие на территории г. Томска. Они приурочены к склонам Томь-Яйского водораздела по берегам рек Томи, Ушайки, Ларинки и бортам глубоких оврагов. Они отмечаются на склонах Томь-Яйского водораздела в Лагерном саду, вдоль ул. Московский тракт, в пределах Воскресенской горы, Каштачной горы, в микрорайоне Солнечный (рис.2.4.), в бортах крупных оврагов (район Спичечной фабрики, Комсомольский проспект и др.).

Основной причиной развития оползневых процессов являются высота и крутизна склонов (36-40⁰), их обводненность, подрезка, нагрузка, динамическое воздействие транспорта, не зарегулированный сток на склон поверхностных вод и др. Существующие в пределах города оползни подразделяются на гравитационные, вязко-пластического течения, осовы и оплывы. Оползни гравитационного типа образуются на склонах в результате влияния суффозионных процессов, подрезки и нагрузки склона. Они имеют круглоцилиндрическую или близкую к ней поверхность скольжения и довольно значительные размеры. Оползни вязко-пластического течения образуются в логах и в суффозионных цирках и в зонах разгрузки подземных вод. Они обусловлены переувлажнением как естественных, так и насыпных грунтов и перемещаются по пологим (7-10⁰) поверхностям скольжения, образуя характерный бугристый рельеф с оползневыми трещинами, уступами, заболоченными участками, родниками и другими особенностями. Оползни- осовы образуются при подрезках склонов и представляют собой небольшие по площади от 5-10 до 20-30 м² блоки, которые сползают постепенно вниз по склону при глубине захвата от 1,0 до 2,0 м. Оползни оплывания образуются на склонах в результате интенсивного выпадения дождей, не зарегулированного поверхностного стока на склон и при таянии снега. Они имеют небольшие размеры (десятки м²) и ложкообразную поверхность скольжения. Они могут захватывать по высоте весь склон или его часть.

В г. Томске для борьбы с оползнями используют различные способы: укрепление склонов подпорными стенками, устройство горизонтальных и вертикальных дренажей, выполаживание и террасирование склонов, закрепление склонов, регулирование поверхностного стока и др.

Овраги на территории города отмечаются в пределах склона Томь-Яйского водораздела и в бортах речных долин. Протяженность оврагов колеблется от 100-350 м до 1800-2200 м. Они образовались в результате перераспределения поверхностного стока, обусловившего струйчатую эрозию. Наиболее протяженные овраги сформировались по тектоническим нарушениям, вершины которых «прорастают» навстречу друг другу. Большинство оврагов находится в активной стадии развития. Они имеют крутые склоны и глубину от 10 до 20-22 м. В настоящее время многие из оврагов засыпаны или продолжают засыпаться. К некоторым из них приурочены улицы: Большеовражная, Кузнечный взвоз, Октябрьский взвоз, съезды на ул. Московский тракт по ул. Учебной, Нахимова, А. Иванова и др.

Речная эрозия наиболее активно проявляется в паводковый период на участках динамической оси потока рек (Лагерный сад, участок берега в районе Коммунального моста, в районе с. Тахтамышева и др.). На этих участках отмечается разрушение берегов со скоростью от 1-2 до 3-4 м/год. Для защиты от речной эрозии устраивают набережные, каменные наброски, каменно-набросные дамбы и др. сооружения.

Заболачивание территории в г. Томске обусловлено процессами естественного и техногенного подтопления. Процессы заболачивания развиваются на участках разгрузки подземных вод Томь-Яйского водораздела вдоль ул. Московский тракт, Загорная (бывшее название Болото), вдоль Каштачной горы, Черемошниках, по долине р. Ушайки, Киргизки. Заболоченные участки имеют локальное распространение.

Осыпание и обрушение горных пород характерно для крутых и обрывистых склонов речных долин и уступа Томь-Яйского водораздела. Осыпанию подвергаются породы карбонового, палеоген-неогенового и четвертичного возрастов. У подошвы склонов довольно часто наблюдается осыпи. В пределах правого коренного берега р. Томи осыпи, как правило, смываются паводковыми водами (участок Лагерного сада, участок от Басандайки до Суровской протоки и др.).

Подтопление территории г. Томска обусловлено двумя факторами: естественными и техногенными. Естественные факторы определяются разгрузкой подземных вод Томь-Яйского водораздела и паводковым водами рек Томи и ее притоков. Кроме того, большое значение имеют особенности геологических разрезов, состав пород, их фильтрационные свойства и др.

Техногенное подтопление зависит от особенностей застройки, условий регулирования поверхностного и подземного стоков, утечек из водонесущих коммуникаций, барражных эффектов свайных полей зданий, состава грунтов, их фильтрационных свойств, уклонов рельефа и др. В г. Томске выделяют естественно подтопленные территории (ул. Московский тракт, Черемошники и др.) и территории с техногенным подтоплением. Для защиты территорий от подтопления устраивают горизонтальные дренажи, ливневые канализации, производят очистку естественных водоемов, организуют поверхностный сток и др.

В пределах нижней части лога устроен дополнительный горизонтальный дренаж несовершенного типа для снятия гидродинамического давления нижнего водоносного горизонта. Отвод вод осуществляется в построенную ливневую канализацию.

Проектируемая подпорная стенка из монолитного железобетона на свайном основании предназначена для укрепления склона и как удерживающая конструкция для сооружения проезда пожарных машин вокруг дома №89. Ось подпорной стенки намечена между разобранными гаражами и бровкой склона лога вдоль дома №89.

В настоящее время вертикальный дренаж не достроен, а подпорная стенка намечается к строительству.

Рисунок 2.4 Карта оползней и противооползневых мероприятий в микрорайоне Солнечный

3. Инженерно-геологические условия района работ

3.1 Физико-географические условия района

Исследованная площадка проектируемого строительства по пр. Ленина,47 расположена в центральной части города Томска. На площадке имеются 2-х этажный жилой дом и металлический гараж (рис.3.1.).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.1 Схема расположения участка - зона строительства

В геоморфологическом отношении изученная площадка расположена на стыке окраинной части эрозионного склона Томь-Яйского междуречья и закраины второй надпойменной террасы р. Ушайки. Абсолютные отметки поверхности земли изменяются от 100,43 до 107,52 м. Поверхностный сток обеспечен.

3.2 Виды, объемы и методика выполненных работ

Инженерно-геологические изыскания строительной площадки выполнены согласно требованиям СП 50-102-03 и СП 50-101-04 с целью изучения:

1. Рельефа и геоморфологических условий.

2. Геолого-литологического строения, состава и состояния грунтов основания.

3. Гидрогеологические условия и степени обводненности территории под воздействием техногенных факторов.

4. Физико-механических свойств грунтов для определения их нормативных и расчетных характеристик, а также несущей способности грунтов основания проектируемого объема.

Для решения поставленных задач произведен комплекс инженерно-геологических работ: рекогносцировочное обследование участка изысканий и прилегающей территории, бурение скважин, статическое зондирование, лабораторные исследования грунтов и подземных вод.

Бурение четырех скважин глубиной до 18,0 м выполнено колонковым способом укороченными рейсами с отбором монолитов грунтов через 0,5-1,5 м по глубине. Отбор проб и монолитов грунтов осуществлялся грунтоносом диаметром 108 мм методом задавливания в грунт; а их консервация, упаковка и транспортировка осуществлялась в соответствии с ГОСТ 1207-96.

Статическое зондирование в пяти точках рядом со скважинами производилось навесной установкой НУСЗ-15, смонтированной на буровой самоходной установке УГБ-1ВС с использованием зонда 1 типа диаметром 36 мм. Согласно требованиям ГОСТ 20069-96 глубина зондирования определялась «отказом» усилий проникновения зонда при достижении под острием практически не сжимаемых грунтов и составила 12,2-15,0 м.

Камеральная обработка и обсчет полевых данных по статическому зондированию грунтов произведены согласно требованиям СНиП 2.02.03-85 и СП 50-102-03.

Изучение физико-механических свойств грунтов осуществлялось в стационарной грунтоведческой лаборатории с учетом требований существующих ГОСТов. Определение плотности частиц, плотности грунтов при естественной влажности и в сухом состоянии, пористости, коэффициента пористости, степени влажности, природной влажности, пределов пластичности, показателя текучести, гранулометрического состава песчаных грунтов осуществлялось в соответствии с методиками ГОСТов 5180-96 и 12536-96.

По материалам полевых и лабораторных работ составлены инженерно-геологические разрезы. На разрезах отображены условия залегания и распространения литологических слоев, а также выделены инженерно-геологические элементы. Слои выделены по составу и состоянию грунтов согласно требованиям ГОСТ 25100-95.

3.3 Гидрогеологические условия площадки

Гидрогеологические условия изученной площадки обусловлены стратиграфической и геоморфологической приуроченностью ее к сочленению второй надпойменной террасы р. Ушайки и прибровочной части Томь-Яйского междуречья. Имеется 2 водоносных горизонта.

Первый водоносный горизонт вскрыт на участке скважин №№2,4,5 на глубине 2,4-3,8 м, что соответствует абсолютным отметкам 100,81-103,22 м. Водовмещающими грунтами являются озерно-аллювиальные песок пылеватый, супесь текучая и песок мелкий, распространенный в виде линз в подошве данной суглинистой толщи. Общая мощность обводненной зоны- 2,8-4,4 м. Подземные воды безнапорные, так как беспрепятственно разгружаются в террасовые отложения р. Ушайки.

По химическому составу подземные воды первого горизонта по отношению к бетонным конструкциям при периодическом их смачивании неагрессивны (таблица3.1.).

Второй водоносный горизонт вскрыт в аллювиальных отложениях второй надпойменной террасы р. Ушайки, где уровень подземных вод (скв №№1,3) устанавливается на глубине 1,4-2,7 м (абсолютные отметки 98,42-98,85 м) в аллювиальных песке пылеватом и супеси текучей, а также на глубине 8,2-8,6 м (абсолютные отметки 91,83-93,35 м) в песке средней крупности с редкими включениями гравия.

По химическому составу подземные воды второго горизонта по отношению к бетонным конструкциям при периодическом их смачивании неагрессивные (таблица3.1.).

Уровень подземных вод приуроченном ко второй надпойменной террасе, является максимальным за счет обильных весенне-летних атмосферных осадков. На свайное основание проектируемого здания второй водоносный горизонт отрицательного влияния не окажет. Однако, в случае устройства подвала под зданием необходимо запроектировать дренаж и произвести гидроизоляцию стен и пола подвала.

Амплитуда колебания установленного уровня подземных вод в основном зависит от количества выпавших осадков и возможных утечек из водонесущих коммуникаций. В случае нарушения поверхностного стока дождевых и талых вод возможно повышение установленного уровня подземных вод в первые 10 лет на 0,1 м/год и в последующий период с 10 до 15 лет на 0,025 м/год.

геологический гидрогеологический проектирования сооружение инженерный

Таблица3.1 Степень агрессивного воздействия жидкой неорганической среды на бетон конструкций и арматур

3.4 Геолого-литологическое строение

В геологическом строение площадки до изученной глубины 18,0 м принимают участие озерно-аллювиальные отложения Томь-Яйского междуречья и аллювиальные отложения второй надпойменной террасы р. Ушайки, перекрытие с поверхности современными насыпными грунтами до глубины 0,9-1,8 м.