ИЗЫСКАНИЯ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Для строительства и ремонта автомобильных дорог и аэродромов требуется большое количество строительных материалов — камня, гальки, гравия, щебня, песка и т. д. Обеспечение этими материалами должно идти по пути максимального использования тех горных пород и техногенных материалов (шлаков, отходов горно-рудной промышленности и т. д.), которые залегают на поверхности или на небольшой глубине вблизи строящегося или эксплуатируемого объекта. Эти материалы являются наиболее дешевыми, и применение их существенно снижает стоимость объектов.

Скопления в земной коре горных пород (или минералов), представляющих практический интерес для обеспечения жизни и хозяйственной деятельности человека, называют месторождениями полезных ископаемых. Горные породы, которые могут служить природными строительными материалами или сырьем для их изготовления, относят к нерудным полезным ископаемым, а их скопления принято называть месторождениями строительных материалов. С некоторой долей условности к таким месторождениям можно относить и скопления техногенных материалов (породы терриконов, золы ГРЭС, шлаки и т. д.), так как это тоже минеральные скопления, которые представляют определенный интерес, в частности для дорожно-строительного дела.

Поиски и разведка месторождений строительных материалов могут включаться в состав инженерно-геологических изысканий. Следует отметить, что при изысканиях под автодороги и аэродромы эти работы не только могут, но и должны быть предусмотрены программой изысканий.

Нерудные полезные ископаемые в большинстве случаев добывают из открытых горных выработок, называемых карьерами. Карьер — это открытая эксплуатационная горная выработка значительных по-

Карьеры на равнинах (а) и в горах (б)

Рис. 92. Карьеры на равнинах (а) и в горах (б):

/ — вскрышные породы мощностью Нх 2—полезное ископаемое мощностью Я2; 3— забой

(место разработки карьера)

перечных размеров, служащая для добычи полезных ископаемых, в частности, для добычи дорожно-строительных материалов.

Карьеры закладывают как на равнинах, так и в горных местностях. Карьеры дорожно-строительных материалов на равнинах могут занимать довольно большие площади, но обязательно должны иметь небольшие глубины. В горных районах карьеры располагаются на крутых склонах рельефа, их разработка направлена вглубь склона (горы) и поэтому место разработки строительного материала (забой) может быть на уровне окружающей местности (рис. 92). При выборе места, где можно создать карьер, важное значение имеет мощность горных пород, которые перекрывают полезное ископаемое. Эти породы называют вскрышей. При разработке карьера вскрышу приходится удалять, так как она полезным ископаемым не является.

В дорожном строительстве месторождения и карьеры следует разделять на притрассовые (строительные) и базисные (промышленные).

Притрассовые месторождения (карьеры) располагаются около дорог и обслуживают данную дорогу или какой-либо ее отрезок (5—20 км) только во время строительства, а добываемый в них материал вывозят непосредственно на дорогу. Такие месторождения (карьеры) обычно называют строительными.

Базисные месторождения (карьеры) действуют постоянно. Они разрабатываются, как правило, организациями промышленности строительных материалов, в связи с чем часто называются промышленными. Дорожники используют их для получения наиболее качественных материалов (щебень магматических пород, чистый песок и т. д.). Вывозят эти материалы (часто на значительные расстояния) автотранспортом, железной дорогой или водным путем.

Изыскательские работы по месторождениям и карьерам проводят в два этапа: 1) вначале осуществляют их поиск; 2) после того как они обнаружены, проводят их разведку.

Поисковые работы осуществляют одновременно с основными изыскательскими инженерно-геологическими работами, которые проводятся на площади под новую автомобильную дорогу (аэродром). Таким образом, поиском охватывают всю территорию, на которой будут намечены варианты трасс автомобильной дороги.

Поисковые работы проводят:

  • 1) по геологическим картам;
  • 2) визуальным осмотром местности в районе будущей трассы автодороги и предполагаемого размещения аэродрома с небольшим числом горных выработок (в основном шурфов);
  • 3) аэрофотосъемкой.

В зависимости от степени насыщенности территории природными и техногенными материалами ширина полосы, где ведут поиск, составляет до 5—10 км в обе стороны от дороги (аэродрома). В горной местности ширина полосы поиска может составлять десятки или сотни метров.

Конечным результатом поиска является создание плана-схемы вариантов трасс с указанием мест расположения месторождений (разведанных или предполагаемых) и карьеров (промышленных или строительных).

По каждому месторождению (карьеру) необходимо получать следующие сведения: 1) вид строительного материала (глина, песок, камень и т. д.); 2) ориентировочное представление о его количестве и качестве; 3) расстояние до трассы дороги (района аэродрома) и наличие подъездов к ним. На основе этих сведений решают: удовлетворяет ли данное месторождение потребностям строящихся объектов или необходимо проведение дополнительных разведочных работ.

По итогам поисковых работ составляют отчет, в котором кроме общей оценки территории по необходимым для строительства дороги (аэродрома) строительным материалам конкретно указывают места, подлежащие разведочным работам. Этот отчет является составной частью общего отчета по инженерно-геологическим изысканиям на соответствующей стадии.

Разведочные работы по содержанию и объему зависят от того, является ли это месторождение (карьер) притрассовым или базисным.

Все разведочные работы выполняют в период рабочего проектирования на выбранном (оптимальном) варианте трассы автодороги (или окончательно установленного месторасположения аэродрома).

Базисные месторождения (карьеры), которые непрерывно эксплуатируются, обычно хорошо разведаны — известны вид строительного материала, его количество и качество, способы разработки. Дорожники осуществляют разведочные работы лишь в тех случаях, когда имеется необходимость увеличить производительность карьера на время строительства дороги (аэродрома).

Экономическая целесообразность разработки базисных карьеров, как и крупных притрассовых карьеров, во многом определяется соотношением между МОЩНОСТЬЮ вскрышных пород #1 и мощностью полезного ископаемого Я2, т. е. тех пород, которые могут использоваться как строительные материалы. Отношение Я1/Я2 носит название геологического (горного) коэффициента К. Иногда, особенно в дорожно-строительной отрасли, этот показатель называют коэффициентом вскрыши. Ценность месторождения будет тем значительнее, чем меньше величина К. При ^=0 полезное ископаемое залегает на поверхности земли. Такие случаи наиболее часто наблюдаются в притрассовых карьерах.

Разведочные работы на карьерах, как базисных, так и притрассовых, всегда заканчиваются составлением геологических разрезов, которые дают возможность судить о характере залегания слоев полезных ископаемых и величине геологического коэффициента. Важное значение при этом имеет оценка гидрогеологических условий карьеров, которые могут серьезно осложнить их разработку.

В процессе разведочных работ из скважин, обнажений горных пород и шурфов отбирают образцы (пробы) пород для лабораторных анализов. Отобранные образцы должны быть типичными для слоя полезного ископаемого. Для анализов берут: 1) песок в количестве 2—3 кг, 2) гравий — 10—15 кг, 3) камни —до 15—20 кг.

Притрассовые карьеры размещаются: 1) вдоль (по бокам) дорожных трасс и имеют форму вытянутых площадей, 2) около дорожной трассы в виде отдельных участков и 3) непосредственно на трассе дороги в местах будущих выемок (рис. 93). Основной объем разведочных работ по карьерам при строительстве автодорог (аэродромов) приходится именно на притрассовые карьеры.

Состав и объем грунтов в притрассовых карьерах определяют с помощью разведочных выработок — буровых скважин и шурфов. Число буровых скважин (шурфов) и их глубина зависят от характера зале-

Размещение притрассовых карьеров

Рис. 93. Размещение притрассовых карьеров:

1 — вдоль дороги (боковые); 2— в местах дорожных выемок; 3 — на отдельных участках; 4 — буровые скважины; 5 — трасса автодороги

гания слоев грунтов. Разведочные выработки располагаются на пересечениях линий правильной сетки. Расстояние между ними чаще всего составляет 50— 100 м и зависит от конкретных местных условий.

Количество (объем) строительного материала при дорожно-строительных работах определяют обычно так называемым среднеарифметическим методом. Для этого вначале устанавливают среднюю мощность полезного ископаемого:

Яср = (#1 + Я2 + #з + - + Нп)/п,

где #]5 #2, Н3нп ~ мощности слоя полезного ископаемого в отдельных точках (выработках); п — число выработок. Далее с помощью планиметра (или другим способом) определяют площадь полезного ископаемого 5 и устанавливают его объем V

V = БНср.

Этот метод используют, когда инженерно-геологические условия территории относительно простые и, соответственно, форма тела полезного ископаемого также несложная. В других случаях, в относительно сложных условиях или при необходимости проведения более точных расчетов объема полезного ископаемого, применяют более сложные методы, такие как метод геологических блоков, метод разрезов и др. В тех случаях, когда объемы окажутся недостаточными, площади разведочных работ увеличивают и назначают дополнительные буровые скважины. Объемы разведанных грунтов должны быть примерно в два раза больше объемов, которые заявляют строители дорог (аэродромов) по потребности.

При работе с результатами разведки дорожно-строительных материалов необходимо помнить, что понятия «количество (объем)» и «запасы» полезного ископаемого отличаются друг от друга. Запасы — понятие комплексное. Применяется оно в основном к базисным (промышленным) месторождениям (карьерам) и включает в себя:

1) данные по объему, форме и условиям залегания слоя полезного ископаемого в земной коре; 2) сведения о качестве и свойствах минерального сырья; 3) материалы по условиям горно-эксплуатационных работ. В целом это отражает степень геологической изученности месторождения.

В России запасы полезных ископаемых, в том числе и запасы строительных материалов, классифицируют по категориям Л, В и С. Последнюю категорию подразделяют еще на С и С2. В каждое подразделение (категорию) вкладывается следующее содержание:

А — запасы детально разведаны с применением достаточного числа горных выработок, изучено качество строительных материалов, разработана технология их добычи, месторождение готово к разработке;

В — запасы разведаны и оконтурены горными выработками, степень их изученности достаточна для составления проектного задания на разработку карьера;

С — запасы определены на основании редкой сетки разведочных выработок, степень изученности позволяет составлять перспективные планы работ по дальнейшей разведке месторождения;

С2 — запасы оценены предварительно по общегеологическим данным и отдельным разведочным выработкам, что позволяет решить вопрос о целесообразности дальнейшей разведки.

Характерной особенностью разведки строительных материалов при проектировании автомобильных дорог является то обстоятельство, что большое количество грунтов образуется при выработке дорожных выемок. Эти выемки являются своеобразными притрассовыми карьерами. Разведочные работы на участках выемок выполняют в процессе общих инженерно-геологических работ по трассам дорог, что дает вполне достаточные сведения об этих «притрассовых карьерах».

Все разведочные работы по притрассовым карьерам (боковым и отдельным участкам) отражают в отчете, который является составной частью инженерно-геологического отчета по всей трассе автодороги (или площади аэродрома).

При выполнении разведочных работ по притрассовым карьерам особое внимание уделяют сохранению почвенных горизонтов. Разработку притрассовых карьеров всегда начинают со срезки слоев почвы и складирования их в назначенных для этого местах. По окончании разработки карьеров почвы могут быть использованы для их рекультивации.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >