Разрез тоннеля

Продольный геологический разрез БНТ.dwg

Литологическое описание
Инженерно-геологическая характеристика
Сооружение постоянной обделки
Южный портал штольни
Врезка тоннеля ПК 7897+74.2
армокаркас и набрызг
частое переслаивание мергелей известковистых
с редкими прослоями (0.05-0
м) песчаников известковистых. Породы малопрочные с прослоями средней прочности. Азимуты и углы падения: с ПК 7902+80 до ПК 7903+35 Аз. пад. 198-205° с незначительными Lпад. 18-16-8-2 (выполаживание); с ПК7903+35 смена залегания с границей по тектоническому нарушению с угловым несогласием
далее породы смяты в складки c углами Lпад. 75-90
Аз.пад. в интервалах 210-222°; 30-38°
трещиноватые до сильнотрещиноватых
преобладают трещины напластования
согласные с залеганием. На ПК7903+35 по западному борту появляется значительное тектоническое нарушение (разлом с угловым несогласием залегания
м) падение от забоя Аз.пад. 256°L80-75°
на ПК7903+42 уходит в левый (восточный) борт
по контуру разлома породы раздролены. На Пк 7903+45
переслаивание мергелей известковистых
с прослоями от 0.20 до 0
м песчаников известковистых тонкозернистых до 20% от общей площади забоя. Мощность слоев от от тонкослоистых массивных. Породы средней прочности с прослоями малопрочных. При падении на забой Аз. пад. 9-15°L14-25°
от забоя 190-212°L0-8°
трещиноватые и слаботрещиноватые. По телу массива наблюдаются системы трещин
плотно заполненных криптокристаллическим и мелкокристаллическим кальцитом (0
м) принадлежащие как к контакту напластований
так и секущие напластование (иногда со смещением блоков) при Аз.пад. 68L52°
источником служат отдельные системы трещин
плоскость забоя влажная за исключением отдельных фрагментов 0
- плоскость забоя в воздушно-сухом состоянии
прерывистыми струями 1
сплошными струями до 7
с прослоями песчаников известковистых (0
м). Породы малопрочные с прослоями средней прочности. Аз.пад. 12-25°
Инженерно-геологическая характеристика пород
Коэф.крепости по Протодъяконову
Явления вывалов и обрушений
Карбонатный флиш: частое переслаивание мергелей глинистых
мергелей известковистых
с редкими прослоями (от 0.05 до 0
м) песчаников серых кварцево-известковистых
тонкозернистых. Слоистость выражена очень четко. Породы малопрочные с прослоями средней прочности. Аз.пад. 25-38°
переслаивание мергелей глинистых малопрочных и пониженной прочности с мергелями и редко песчаниками известковистыми средней прочности. Аз.пад.22-38
L36-40. На ПК7898+83-7899+98 блок пород
оконтуренный крупным разломом с несогласным залеганием к основному массиву Аз.пад. 182L42°
от средней до слабой устойчивости
незначительные обрушения до экрана из труб
капеж от слабого до cильного 0
мергелей глинистых (преобладают в разрезе)
с прослоя ми (от 0.05 до 0
м) песчаников известковистых. Слоистость выражена четко. Породы малопрочн. с прослоями средней прочн. Аз.пад. 34°
капеж от слабого до сильного 0.3 - 0.5
на ПК 99+ 45 - ПК 99+ 68
зона интенсивной обводненности от 0
по телу массива наблюдаются 2 типа трещин: трещинки напластования (менее 1 мм)
особенно характерные для мергелей глинистых
а также тектонические трещины
заполненные криптокристаллическим и мелкокристаллическим кальцитом (раскрытие 0
приурочены как к контакту напластований
так и секущие (безсистемно) напластование
на данном участке элементы залегания трещин: Аз.пад. 329L60°; 22L78°
переслаивание мергелей глинистых малопрочных (преобладают)
q*;ми (до 0.15м) песчаников известковистых средне- прочных. Аз.пад.34°L30°
переслаивание мергелей глинистых малопрочных и пониженной прочности (тонкослоистые) с мергелями и песчаниками известковистыми средней прочности (от тонко- до толстослоистых). На ПК 7901+06 и ПК 7901+21 тектонические нарушения (трещины раскрытием 0
в среднем Аз.пад. трещин 24°L75-80°
оконтуривают блок с резким угловым несогласием залегания к основному массиву
по блоку породы смяты в складку с Аз.пад. 33°L82-90°; 213°L82-90°. С ПК7901+21 залегание типичное Аз.пад. 25-32°L26-32°
переслаивание мергелей глинистых малопрочных (преоблают в разрезе)
с редкими прослоями (от 0.1 до 0
м) песчаников известковистых среднепрочных. Аз.пад. 12-22°
Lпад. нарастают с 26-50°.
с прослоями (от 0.25 до 0
м) песчаников известковистых среднепрочных. Слоистость выражена четко. Аз.пад. 20°L27°
м песчаников известковистых тонкозернистых до 25% от общей площади забоя. Четкая слоистая структура при массивной текстуре. Породы средней прочности. Аз.пад.20-30°
с прослоями от 0.05 до 0
м песчаников известковистых тонкозернистых 15-25% от общей площади забоя. Четкая слоистая структура при массивной текстуре. Породы средней прочности с прослоями малопрочных. Аз. пад. 22-15°
капeж от слабого до сильного до 0.2 - 0.5 м3час
мергели глинистые (тонкие прослойки м=5см размягчены до глинистого туго пластичн. состоя ния) с мергелями и песчаниками извест-ми
малопрочн. Аз.пад. в зоне с читаемой слоистостью 198L58.
частое чередование мергелей средней прочности: глинистых с мергелями известковистыми и песчаниками известковистыми прочными (10-20%)
от тонко- до толстослоистых
забой плотный. Аз. пад. слоистости 224-228
наблюдается общая тенденция к уменьшению углов падения напластования: от L64 до 41.
поверхность выработки местами влажная
но воду отдает слабо
иногда капеж очень редкими каплями; все признаки того
что ранее этот участок был сильно обводнен
что штольня "подрезала" водоприток
засушливый летний период
капеж практически отсутствует 0.01 м3час
переслаивание мергелей средней прочности: глинистых с мергелями известковистыми
прослои песчаника прочного (m=24-38см). Аз.пад. слоистости 224-230°
значения углов падения напластования продолжают снижаться от L41 до 36°
переслаивание мергелей глинистых малопрочных (преобладают в разрезе; маломощные прослойки до м=7 см размягчены до глинистого тугопластичного состояния) с мергелями и песчаниками известковистыми средней прочности. Аз.пад. слоистости 225-228
углы падения колеблются в интервале от 58 до 75°.
частое чередование мергелей средней прочности: глинистых с мергелями известковистыми и песчаниками известковистыми прочными
забой плотный. Аз.пад. слоистости 220-223
углы падения напластования от L64 до 86.
частое чередование мергелей известковых
песчаников известковых тонкозернистых. Породы средней прочности с прослоями мало- прочных
от тонкослоистых до массивных. Аз.пад. 10-12°Lдо 35°
с прослоями песчаников известковистых (песчаник составляет около 30% массива). Породы малопрочные с прослоями средней прочности. Залегание с углами падения Lпад. 28-30° при Аз. пад. 358°.
с прослоями песчаников известковистых тонкозернистых на карбонатном цементе (пропласты песчаника m= 0.05-0
до 20% от общей площади забоя). Породы средней прочности с прослоями малопрочных
от тонкослоистых до массивных. Наблюдается выполаживание массива с углами падения 14-8-6 и далее монотонное пологое залегание (местами практически горизонт) с углами падения 0-2-4 плавными изгибами как на забой
Аз. падения соотвественно: 350-6; 196-204.
частое переслаивание мергелей глинистых малопрочных с мергелями и песчаниками (~15%) извест-ми средней прочности. Аз.пад. слоистости 202°
углы падения нарастают L18-22°.
переслаивание мергелей средней прочности: известковистых
глинистых с прослоями песчаника прочного (до 27см)~10%
грунты от тонко- до толстослоистых. Аз.пад.196°
углы падения продолжают нарастать до 38-42°.
с прослоями песчаников известковистых. Породы малопрочн. с прослоями средней прочн. Аз.пад. слоистости 196-214°
углы падения нарастают от L42-86°.
но воду отдает слабо; все признаки того
а также учитывая засушливый летний период
капеж практически отсутствует до 0
поверхность выработки редко местами влажная
капеж очень редкими каплями со значительным интервалом отрыва менее 0
м3час - водопроявление по трещине
Направление проходки СВ-ЮЗ 203°50'11
Направление проходки СВ-ЮЗ 217°41'55
средней устойчивости
f = 4-5 VII-20% VI-80%
от средней до слабой (лево) устойчивости
слабой устойчивости (крутопадающие)
капеж от слабого до сильного 0
трещиноватые и слаботрещиноватые с преобладанием трещин напластования
редкие вторичные трещины очень плотно залечены мелкокрист-ким кальцитом: Аз.пад. 20L30°
трещиноватые и слаботрещиноватые
преобладают трещины напластования согласные залеганию
трещиноватые до слаботрещиноватых
незначительные трещины
заполненные кальцитом
Вдоль восточной стены забоя от ПК 7907+73
наростает зона трещи новатости(~10-15%)
осн. направление трещиноватости CЗ-ЮВ
при этом трещины разбивают массив на блоки со смещением
но без дробения по контуру
встречаются системы пус тот и трещин
заросших крупными кристаллами кальцита сросшимися в друзы
при этом кристаллы слегка заохрены.
слаботрещиноватые и трещиноватые тектонические нарушения выражены слабо
трещиноватые до сильнотрещинова тых
система тект. трещин
залеченых кальцитом: Аз.пад.34L8-15°
зоны дробления по восточной стене и по своду составляют около 15-20% от общей площади забоя
трещины в зоне дробления заполненны глинистым материалом с включениями мелкого щебня вмещающих пород с единичными гнездами бурой глины
так же тектонич. нарушение со смещением
контур сместителя ломаный Lпад.90-3°
тектоническая зона: по забою трещины и пустоты
заполненные кальцитом (раскрытие до 12 см)
либо глинистым материалом с включениями мелкого щебня вмещающих пород
единичные гнезда бурой глины
по контуру трещин породы раздроблены
сильно ожелезненны; в основном вертикальные
либо крутопадающие 70-80°
вкрет простиранию напластования
сильнотрещиноватые: трещины заполнены глинистым материалом с включениями мелкого щебня и дресвы вмещающих пород с единичными гнездами бурой глины
вокруг трещин породы раздроблены
а так же трещины и гнезда
заполненные кальцитом. Аз. пад. 227L60
либо вертикальные с простиранием СЗ-ЮВ
Зона дробления локализовалась до интервала ограниченного двумя верти кальными трещинами по оси выработки (вкрест простиранию слоев
плотно заполненны кальцитом)
составляет около 10-20% от общей площади забоя
трещины в зоне дробления заполненны глинистым материалом с включениями мелкого щебня вмещающих пород с гнездами бурой глины
переслаивание мергелей извест ковистых
мергелей глинистых (преоблают в разрезе)
с прослоями песчаников известковистых. Породы малопрочн. с прослоями средней прочн. Аз.пад. 224°
тектоническая зона:сильнотрещи новатые до раздробленных
тектоническая зона: массив смят в складки
разбит на блоки трещинами с разрывом сплошности напласования и подвижками
контуры сместителей-ломаные
породы раздавлены по контуру трещин. Трещины
как заполненные кальцитом
так глинистым бурым заполнителем
интенсивно ожелезнены. Основное направление системы трещин С-Ю
слаботрещиноватые до трещиноватых
согласные с залеганием
а также Аз.пад 68L75°; 342L20°; 18L62°
тектоническая зона: сильнотрещиноватые до раздробленных по контуру разломов (раскрытие 0
переслаивание мергелей глинистых малопрочных и пониженной прочности с мергелями и редко песчаниками известковистыми средней прочности. Аз.пад.0-9
м): Аз.пад. 20 9 63L32
тектоническая зона: сильнотрещиноватые до раздробленных по контуру разломов (правый борт сильнее)
Гидрогеол. характе- ристика
f = 4-5 VII-20%; VI-80%
слабой устойчи вости
Западная стенка (правая)
Восточная стенка (левая)
Верхняя часть портала
Исполнительная инженерно- геологическая съемка
Раскраска разреза литологическая
приближенно соответствующая оттенкам разновидностей пород.
Литологическое описание пород
далее породы смяты в складки c углами Lпад.75-90
падение от забоя Аз.пад. 256°L80-75°
м песчаников известковистых тонкозернистых до 20% от общей площади забоя. Мощность слоев от тонкослоистых массивных. Породы средней прочности с прослоями малопрочных. При падении на забой Аз. пад. 9-15°L25-14°
от забоя 190-212°L8-0°
м). Породы малопрочные с прослоями средней прочности. Аз.пад. 12-25°L15-32°.
тонкозернистых. Слоистость выражена очень четко. Породы малопрочные с прослоями средней прочности. Аз.пад.25-38°
переслаивание мергелей глинистых малопрочных и пони женной прочности с мергелями и редко песчаниками извест ковистыми средней прочности. Аз.пад.22-38L36-40. На ПК7898+83-7899+98 блок пород
переслаивание мергелей: известковистых
глинистых(преобладают)
с прослоями (от 0.05до 0
м) песчаников извест.Слоистость выражена четко. Породы малопрочн.с прослоями средней прочн.Аз.пад.34°L36-40°
по телу массива наблюдаются 2 типа трещин: трещинки напластования (менее 1мм)
заполненные криптокристаллическим и мелкокристаллическим кальцитом(раскрытие 0
так и секущие напластование
переслаивание мергелей глинистых малопрочных(преобладают)
с прослоями(до 0.15м) песчаников среднепрочных.Аз.пад.34°L30°
мергели глинистые малопроч. и пониженной прочн. (тонкослоистые) с мергелями и песчаниками известк-ми средней прочности (от тонко- до толстослоистых).На ПК7901+06 и ПК7901+21 тектонич.нарушения (трещины раскрытием 0
по блоку породы смяты в складку с Аз.пад. 33°L82-90°; 213°L82-90°. С ПК7901+21 залегание типичное Аз.пад.25-32°L26-32°
м песчаников известковистых тонкозернистых до25% Четкая слоистая структура при массивной текстуре. Породы средней прочности. Аз.пад.20-30°L24-32°.
частое переслаивание мергелей извест- ковистых
м песчаников известковистых тонкозернистых 15-25% от площади забоя. Четкая слоистая структура при массивной текстуре. Породы средней прочности с прослоями малопрочных. Аз.пад. 22-15°L38-40°
забой плотный. Аз.пад. слоистости 224-228°
наблюдается общая тенденция к уменьшению углов падения напластования: от L64 до 41°.
переслаивание мергелей средней прочности: глинистых
прослои песчаника прочного (m=24-38см). Аз.пад.слоистости 224-230°
значения углов падения продолжают снижаться L41-36°
переслаивание мергелей глинистых малопрочных (маломощные прослойки до м=7см размягчены до глинистого тугопластичного состояния) с мергелями и песчаниками извест-ми средней прочности. Аз.пад. слоистости 225-228
углы пад.колеблются от 58 до 75°.
частое чередование мергелей средней и песчаниками известковистыми прочными
забой плотный. Аз.пад. слоистости 220-223°
углы падения напластования от L64 до 86°.
черед-е мергелей известковистых
песчаников известк.тонкозернистых. Породы средней прочн. с прослоями малопрочных
от тонкослоистых до массивных. Аз.пад.10-12°Lдо35°
с прослоями песчаников известковистых (песчаник составляет около 30% массива). Породы малопрочные с прослоями средней прочности. Залегание с углами падения Lпад. 20-28-30° при Аз. пад. 358°.
Аз. падения соотвественно: 350-6; 196-204.
грунты от тонко-до толстослоистых. Аз.пад.196°
трещиноватые и слаботрещинова- тые
Вдоль восточной стены забоя от ПК7907+73
наростает зона трещинов-ти(~10-15%) с осн. напр-ем CЗ-ЮВ
но без дробления по контуру
встречаются системы пустот и трещин
слаботрещиноватые и трещиноватые
трещиноватые до сильнотр-х
залече ных кальцитом: Аз.пад.34L8-15°
сильнотрещиноват. до раздробленных по восточной стене и по своду около 15-20%от полощ.забоя
вкрест простиранию напластования
а также трещины и гнезда
заполненные кальцитом. Аз.пад.227L60
либо вертикальн. с простиранием СЗ-ЮВ
Зона дробления локализовалась до интервала ограниченного двумя вертикальными трещинами по оси выработки
переслаивание мергелей
с прослоями песчаников . Породы малопрочн. с прослоями средней прочн. Аз.пад. 224°L46-50°
тектоническая зона:сильнотре щиноватые до раздробленных
тектонич.зона:массив смят в складки
раз бит на блоки с под вижками
породы раз давлены по контуру трещин. Осн.напр-ие трещин С-Ю
трещиноватые до сильнотрещино- ватых
переслаивание мергелей глинистых малопрочных и пониженной прочности с мергелями и редко песчаниками известк-ми средней прочности. Аз.пад.0-9
тектонич-кая зона: сильнотрещиноватые до раздробленных по контуру разло мов (раскрытие 0
тектонич. зона: сильнотрещинов-е до раздробленных по контуру разломов (правый борт сильнее)
от средней до слабой
средней устойчи вости
от средней до слабой устойчив.
от средней до слабой(лево) устойчивости
Обводненность тоннеля
Типы обделок и их протяженность
Отметка головки рельса
порода в воздушно-сухом состоянии
Порода влажная или напитана водой (капеж слабый)
слабые течи воды по стенам и лбу забоя
сильные течи до прерывистых струй.
Струйные водопроявления
точечные выходы воды по трещинам с дебитом до 7.5 м3час
Реконструкция Большого Новороссийского тоннеля Северо-Кавказской железной дороги (проходка со стороны Северного портала ПК 7897+74-7907+99
Продольный инженерно- геологический разрез Большого Новороссийского тоннеля
Условные обозначения
К2 cm-m карбонатный флиш: частое переслаивание мергелей известковистых
песчаников известковистых
встреченные при проходке
залечен- ные кальцитом: заполнение очень плотное
в основном криптокристаллическим кальцитом; редко в пустотах - хорошо сформированные друзы
розы" кристаллов кальцита
Гнезда бурой глины (внемасштабные)
Крупные тектонические нарушения с несогласиями
заполненные глинистым материалом с включениями мелкого щебня и дресвы вмещающих пород с контуром дробления
Границы зон трещиноватости
* Раскраска разреза литологическая
приближенно соответствующая оттенкам пород
d-e QIII-IV глина бурая твердая и полутвердая с включениями щебня и дресвы до 20% коренных пород
0X1650 при М: гор.1:1000; верт. 1:500
переслаивание мергелей глинистых малопрочных и пони женной прочности с мергелями и редко песчаниками извест ковистыми средней прочности. Аз.пад.22-38L36-40.
Реконструкция Большого Новороссийского тоннеля Северо-Кавказской железной дороги (проходка со стороны Северного портала ПК 7897+74
0X1650 при М: гор.1:1000; верт.1:500
7X830 при М: гор.1:2000; верт.1:1000
Продольный геологический разрез Большого Новороссийского тоннеля (проходка со стороны Северного портала ПК 7897+74.2-7907+99.6)
Масштаб: гориз. 1:1000 верт. 1:500
Масштаб: гориз. 1:2000 верт. 1:1000

пояснительная БНТ17.03.09.doc

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по итогам проходки Большого Новороссийского
тоннеля Северо-Кавказской ж.д.
со стороны Северного портала (ПК7897+742÷7907+996)
Новороссийск - 2008 г.
Физико-географический очерк
1. Рельеф климат гидрография
2. Почвы и растительность
Геологическое строение площадки строительства
2. Структурно-тектонические особенности разреза толщи пород
3. Характеристика пород и их физико-механические свойства
Инженерно-геологические условия проходки
Осуществление работ в рамках проекта «Реконструкция Большого Новороссийского тоннеля Северо-Кавказской железной дороги» предусмотрено в два этапа:
-й этап – строительство нового однопутного тоннеля на время которого движение поездов будет осуществляться по действующему двухпутному тоннелю;
-й этап – реконструкция действующего тоннеля длиной 13894 п.м. под два пути построенного в 1885 – 1888 г.г. под один путь.
Данный отчет составлен по итогам проходки нового однопутного Большого Новороссийского тоннеля со стороны Северного портала ПК 78972 ÷ 7907+996 и его штольни (I этап строительства) расположенных на перегоне ст. Тоннельная - Гайдук линии Краснодар- Новороссийск.
В административном отношении участок строительства расположен близ поселка Верхнебаканский (станция Тоннельная) Новороссийского района Краснодарского края с активно развитой инфраструктурой. Рельеф местности – среднегорный сильно-расчлененный.
Проходка тоннеля велась с мая 2006 г. по декабрь 2007 г.
Местоположение тоннеля определено в 24÷160 м справа от существующего тоннеля по ходу пикетажа. Максимальное расстояние между тоннелями на ПК 7903 составляет 160 м.
Длина тоннеля – 162779 м дренажная штольня в плане проходит западнее тоннеля с расстоянием в осях 15 м. Длина штольни – 168045 км.
В плане тоннель в основном расположен на прямом участке пути. На подходе к Северному порталу уложена кривая радиусом 700 м длиной 02 км.
В профиле тоннель односкатный. Уклоны по тоннелю запроектированы по головке рельса в сторону Южного портала. Максимальная крутизна уклона 111 .
Северный портал штольни примыкает к Северному порталу тоннеля. В продольном профиле штольня повторяет уклоны тоннеля. По высоте водоотводные лотки штольни размещаются ниже лотков тоннеля 0406 м на всем протяжении штольни.
При составлении пояснительной записки использованы материалы:
Результаты обследований действующего тоннеля тоннельнообследо-вательской испытательной станцией ФГУП «Центр-ИССО» МПС РФ в 2003 г
Материалы геологических наблюдений в период строительства тоннеля в соответствии с ВСН 190-78.
СНиП 32-04-97 Тоннели железнодорожные и автодорожные.
СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства.
СНиП 3.02.03-84 Подземные горные выработки.
Район расположения нового Большого Новороссийского тоннеля приурочен к юго-западным отрогам мегантиклинория Большого Кавказа. Рельеф территории среднегорный реже – высокогорный сильно расчлененный.
Тоннель проложен по восточному склону отрога. Максимальная отметка дневной поверхности по трассе тоннеля 321.9 м (ПК 7907+792). Вершина смещена в сторону Южного портала. Северный портал тоннеля заложен в косогоре осложненном логом. Абсолютная отметка дневной поверхности у портала 221.7м. Высота лобового откоса выемки достигает 20 м.
Максимальная глубина заложения существующего тоннеля (по лотку) 11195м.
Гидрографическая сеть представлена небольшими ручьями часто временно действующими. Ввиду особенностей рельефа расход воды в водотоках резко увеличивается при выпадении большого количества осадков. Более значимыми в районе являются реки Цемес и Баканка.
Климат района умеренно-влажный переходящий к засушливому.
Средняя температура воздуха
Наиболее холодными месяцами являются январь и февраль а жаркими - июль и август. Абсолютный минимум равен минус 24о в январе максимум 37о в июле.
Продолжительность безморозного периода в среднем составляет 231 день при минимуме –186 дней и максимуме –275 дней. Средняя дата начала первого мороза 15 ноября. Средняя дата последнего мороза 28 марта.
Среднее количество осадков (мм)
Среднее количество осадков 688 ммгод.
Наибольшее количество атмосферных осадков выпадающих в районе ст.Тоннельная по сравнению с другими северными районами обусловлено взаимодействием двух основных факторов: влиянием влажного климата Черноморского бассейна которое по направлению с юга на север постепенно уменьшается и наличием естественной горной преграды (цепь невысоких горных хребтов) задерживающих влажные воздушные течения.
Появление снежного покрова
Сход снежного покрова
Наиболее устойчивый снежный покров наблюдается в январе. Число дней со снежным покровом не превышает 14-15 дней. Средняя из наибольших декадных высот снежного покрова достигает 5см.
В районе тоннеля развиты ветры где господствующими направлениями являются северо-восточные юго-восточные и южные. В осенне-зимний период года господствующими ветрами являются северо-восточные а в летний период - юго-восточные.
Средняя скорость ветра
Наивысшую скорость свыше 15мсек ветры развивают в зимние месяцы года (XI – II).
Сочетание значительных морозов с сильными ветрами создают условия для образования наледей в местах поступления в тоннель воды.
Наиболее распространёнными почвами на территории проектирования являются бурые лесные. Они развиваются под буково-пихтовыми лесами на элюво-делювиях различных пород. В их профиле общая мощность которого редко превышает 80см под лесной подстилкой залегает гумусовый горизонт содержащий от 6 до 15% гумуса. Глубже количество гумуса убывает очень резко. Механический состав бурых лесных почв суглинистый.
Буковые леса развитые на бурых горно-лесных почвах по площади и запасам занимают первое место и играют ведущую роль в лесной промышленности Северного Кавказа. На горных желтозёмах и горных лесных кислых почвах произрастает лес состоящий из смеси граба и бука с каштаном.
В ложбинах и на пониженных участках к буку обильно примешивается рябина черёмуха берёза ольха орешник.
В геологическом строении района принимают участие верхнемеловые и незначительные по мощности четвертичные отложения.
Весь разрез сложен верхнемеловыми отложениями K2 cm-m которые представлены карбонатным флишем: частым переслаиванием глинистых мергелей известковистых мергелей реже известковистых песчаников.
Четвертичные отложения представлены делювиальными глинами и суглинками с дресвой и щебнем коренных пород 20- 30%. Количество включений может достигать 70%. Мощность делювия изменяется от 0.2 м на водоразделах до 5-6м в нижней части склона в отдельных местах может достигать 10-12 м (предпортальный участок).
2. Структурно-тектоническое строение
Тектоника участка расположения Большого Новороссийского тоннеля определяется его приуроченностью к отрогу мегантиклинория Большого Кавказа. Тоннель пересекает основную тектоническую структуру – так называемый Новороссийский антиклинорий крылья которого осложнены складчатостью более высоких порядков. Ось антиклинория вытянута с северо-запада на юго-восток.
К северу от неё от врезки тоннеля до ПК 7901+85 элементы залегания слоистости выдержаны в интервалах: азимут простирания от 90 до 128o при азимуте падения С-СВ от 0 до 38o (чаще 25–38o) и углами падения от 15 до 50o (чаще 32- 40o) за исключением тектонической зоны на ПК 7901+06÷7901+21 с угловым несогласием к основному массиву где углы падения достигают от 82o до вертикальнопадающих.
Далее породы смяты в складки:
- с ПК 7901+21 до тектонического нарушения на 7903+35азимут простирания 99-122° при азимуте падения слоев СВ 9-15° ЮЗ 190-212° с постепенным выполаживанием массива с углами падения 32-14-2°.
К северу от нее азимут простирания при азимуте падения С-СВ от 0 до 450 и углами падения от 5 до 870 (чаще 23 - 450). В южной части азимут простирания 120 - 1680 при азимуте падения слоев ЮЗ от 210 до 2580 и углах падения от 31 до 820 (чаще до 470).
По данным бурения разведочных скважин геологической съемки и геофизических исследований массив разбит на отдельные блоки тектоническими нарушениями ориентированными согласно с основной тектонической структурой. Простирание зон преимущественно СЗ-ЮВ падение на ЮЗ под углами от 87 до 350. Тектонические зоны пересекаются тоннелем под крутыми углами.
В тектонических зонах породы от сильнотрещиноватых до раздробленных. На поверхности трещин наблюдаются зеркала скольжения. Глинистые мергели на отдельных участках выветрелые до известковистой муки.
Породы вне тектонических зон и зоны выветривания также преимущественно сильнотрещиноватые реже трещиноватые. Обычно выделяется 3 системы трещин разно ориентированных на северном и южном участках по отношению к оси антиклинория: по напластованию В-СВ падения (углы падения 28-500) и ЮЗ падения (углы падения 70-850) - на севере по напластованию ЮВ падения (углы падения 78-830) и СВ падения с углами падения 30-500-на юге. На припортальных участках породы сильнотрещиноватые за счет физического выветривания.
Район строительства тоннеля относится к сейсмической зоне.
Очаги землетрясений расположены вдоль Черноморского побережья от г. Сочи в сторону Геленджика а в 1970-1976 гг. происходят чаще на участке Головинка – Лазаревская.
Напряжения вызванные тектоническими силами накапливаются в течение длительного времени. При освобождении энергии за пределами очага – происходят (в зависимости от физико-механических свойств горных пород и геологической структуры горного массива) часто необратимые деформации в виде разрывов смещений блоков горных пород способствующих образованию вывалов грунта в забое во время строительства а также возникновению деформаций конструкций различного характера.
Сейсмичность района строительства согласно СНиП II-7-81* для сооружений повышенной ответственности и особо ответственных объектов - 9 баллов.
Преобладающий период колебаний при расчете конструкций на сейсмическое воздействие принят 0.5 сек.
4. Гидрогеологические условия
На участке расположения Большого Новороссийского тоннеля подземные воды приурочены к четвертичным отложениям (поровые воды) и коренным породам (трещинные). Первые распространены в элювиально-делювиальных суглинках и глинах обогащенных обломочным материалом. В связи с особенностями распространения рыхлых отложений и их мощности они обводнены преимущественно в северной части тоннеля. Грунтовые воды разгружаются родниками в северной припортальной выемке понижениях рельефа и в руслах глубоких логов. Дебиты родников составляют от десятых долей до 2 лс и целиком зависят от количества атмосферных осадков. При увеличении дебита в дождливое время происходит также помутнение воды и изменение ее температуры что также подтверждает исключительно атмосферное питание грунтовых вод. В засушливый период большинство родников пересыхает.
Коренные породы представленные переслаиванием мергелей известковистых и глинистых с относительно маломощными прослоями песчаников известковистых вследствие их петрографических особенностей (пелитоморфность массивность или тонкая слоистость) являются практически водоупорными. Поэтому они водопроницаемые только по трещинам. Однако несмотря на интенсивную трещиноватость часть трещин заполнена криптокристаллическим и мелкокристаллическим кальцитом есть заполнение песчано-глинистым материалом. Поэтому основными коллекторами подземных вод являются зоны тектонического дробления при выходе на поверхность главным образом под маломощный покров четвертичных отложений. В таких благоприятных условиях трещиноватые породы аккумулируют атмосферные осадки которые медленно инфильтруются в глубину массива. Всеми предыдущими исследованиями отмечалось отсутствие единого выдержанного водоносного горизонта. В период изысканий 2003 г. установившийся уровень подземных вод фиксировался на глубинах от 15 до 75 м в то же время в зонах интенсивной трещиноватости разной мощности и на разных глубинах наблюдалось сильное поглощение промывочной жидкости.
В зависимости от атмосферных условий приток в существующий тоннель в период его эксплуатации изменялся в 25 раз – от 6.3 до 150 м3ч. Это обстоятельство подчеркивает исключительно атмосферный временной способ питания трещинных вод. Наибольший приток в существующий тоннель в период эксплуатации составлял 417 лсек (150 м3час). С окончанием дождей приток резко уменьшался до 175 лсек (6.3 м3час).
Количественная оценка водопроницаемости и водообильности пород проводилась экспресс-наливами (скважины 106 и 107) и экспресс-откачкой (скважина 106) в рамках гидрогеологических исследований выполненных на стадии «Проект» «Рабочая документация» 2003г. По данным обработки материалов опытно-фильтрационных работ коренные породы характеризуются весьма низкой проводимостью (0.2-0.45 м2сут) и коэффициентами фильтрации от 0.003 до 0.012 мсут как по наливам так и по откачке.
При проходке тоннеля обводненность наблюдалась на следующих участках:
- со стороны Северного портала на предпортальной площадке по лобовому откосу в виде родниковых проявлений полностью зависящих от количества атмосферных осадков. Данные водопроявления можно объяснить наличием чехла элювиально-делювиальных суглинков и глин обогащенных обломочным материалом (на предпортальном участке мощностью до 52 м). Также учитывая рельеф можно предположить что до строительства существующего тоннеля в районе порталов располагался лог или другое водоаккумулирующее образование.
Наибольшая обводненность тоннеля наблюдалась в интервале между ПК 7900+17 – 7902+57 а также ПК7903+90 – 7904+21 при этом
- струйные водопроявления с локальными точечными выходами воды по трещинам с общим дебитом до 75 м3час отмечены на ПК7904+025÷7904+21 (породы смяты в частые складки);
- сильные течи до прерывистых струй на
ПК 7900+368÷7900+392 (центр-право сводовой части);
ПК 7900+753÷7900+780 (правый полусвод);
ПК 7901+230÷7901+253 (свод);
ПК 7901+374÷7901+401 (свод);
ПК 7901+775÷7901+800 (центр свода);
ПК 7902+170÷7902+195 (свод - правый полусвод);
ПК 7902+285÷7902+312 (левая часть свода);
ПК 7902+500÷7902+534 (весь свод - правый полусвод течи по правой стене);
ПК 7903+930÷7904+025 (весь свод правый левый полусвод течи по стенам).
Следует ещё раз подчеркнуть что приведенные в исполнительной документации данные не могут дать полностью достоверной картины обводненности выработки поскольку водопритоки полностью зависят от сезонных колебаний объемов выпавших атмосферных осадков.
Учитывая опыт эксплуатации существующего тоннеля и значительные сезонные колебания водопритоков (в 25 раз – от 6.3 до 150 м3ч) для снятия гидростатического давления на обделку тоннеля были запроектированы и сооружены камеры заобделочного дренажа:
- ПК 7898+609 - веер дренажных скважин по 3L=10м по пикетажу и против ПК;
- ПК7899+296 - веер дренажных скважин по пикетажу 3L=51 м против ПК 3шт. L=51 м;
- ПК7800+815 - веер дренажных скважин по пикетажу 3L=45 м против ПК 3шт. L=525 м;
- ПК 7903+60 - веер дренажных скважин по пикетажу 3L=51 м против ПК 3шт. L=285 м;
- ПК 7905+395 - веер дренажных скважин по пикетажу 3L=45 м против ПК 3шт. L=51 м.
Так же из штольни в сторону тоннеля:
- ПК11+90 куст из 2 дренажных скважин против ПК по схеме 1:
- ПК13+40 куст из 2 дренажных скважин против ПК по схеме 1;
- ПК14+10 куст из 2 дренажных скважин против ПК по схеме 1;
- ПК14+40 куст из 6 дренажных по схеме 2:
- ПК16+40 куст из 10 дренажных скважин по схеме 3:
- ПК17+10 куст из 6 дренажных по схеме 2;
- ПК17+70 куст из 6 дренажных по схеме 2.
По химическому составу вода гидрокарбонатная натриево-кальциевая кальциево-натриваевая гидрокарбонатная натриевая кальциевая с минерализацией 0.48-0.76 гл водородным показателем от 6.96 до 7.97. По отношению к арматуре железобетонных конструкций при периодическом смачивании вода слабоагрессивная согласно СНиП 2.03.11-85* т.7.
Химический состав грунтовых вод
(Большой Новороссийский тоннель проходка со стороны Северного портала (ПК7897+742÷7907+996)
М 049 HCO3 80 [SO4 14] pH752
М 076 HCO3 85[Cl 9] pH 7.97
М 072 HCO3 74 [Cl 16] pH 758
М 057 HCO3 83 [SO4 10] pH792
М 055 HCO3 77 [Cl 11] pH752
гидрокарбонатная натриево-кальциевая
гидрокарбонатная натриевая
гидрокарбонатная кальциево-натриевая
скв. дренажная штольня
ПК 17+10 ( ПКтоннеля 7904+92)
ПК 17+70 ( ПКтоннеля 7905+52)
скв. дренажная штольня ПК 18+40( ПКтоннеля 7906+22)
скв. дренажная штольня ПК 19+00( ПК тоннеля 7906+82)
М 048 HCO3 80 [SO4 12] pH727
М 055 HCO3 85 [Cl 10] pH 6.98
М 054 HCO3 87 [Cl 7] pH 752
М 056 HCO3 83[Cl 11] pH 6.96
За весь период строительства нового Большого Новороссийского тоннеля поступления в тоннель вредных и взрывоопасных газов не зафиксировано.
Отбор проб воздуха в тоннеле и штольне с контролем качества осуществлялся:
6. Физико-механические свойства грунтов
Четвертичные отложения представлены делювиально-элювиальными глинами реже суглинками от твердой и полутвердой до тугопластичной консистенции светло-коричневыми с дресвой и щебнем аргиллитов и редкими обломками песчаников (до 30%). Плотность отложений 2.10-2.15 гсм3 влажность 19-26% коэффициент пористости 0.54-0.68. Угол внутреннего трения 12-180 сцепление 0.04-0.06 МПа. Модуль деформации 22-25 МПа. Расчетное сопротивление глин и суглинков 0.2-0.25 МПа. При замачивании они могут переходить в пластичное состояние.
Коренные породы представлены толщей переслаивания мергелей известковых и мергелей глинистых с прослоями песчаников известковых мощностью от первых сантиметров до 0.1-0.4м. Преобладают мергели известковые с прослоями мергелей глинистых мощностью до 0.9м и обычным соотношение 65-20-15% (мергели известковые мергели глинистые песчаники) но в отдельных интервалах разреза преобладают мергели глинистые или они представлены в равных соотношениях.
Мергели известковые светло-серые массивные реже слоистые средней прочности и прочные при естественной влажности и среднепрочные в водонасыщенном состоянии слабо размягчаемые.
Мергели глинистые темно-серые слоистые среднепрочные и малопрочные размягчаемые. Они наименее устойчивые при вскрытии к выветриванию а некоторые их разновидности очень быстро под воздействием атмосферных факторов распадаются на дресву и щебень (мергель- «трескун») а при замачивании превращаются в глинистую массу. В разрезах с примерно равным соотношением мергелей известковых и глинистых они по прочности близки к мергелям известковым.
Все разновидности сохранных мергелей близки по плотности (около 2.50тм3).
Песчаники светло-серые тонкослоистые прочные водоустойчивые (неразмягчаемые) с более высокой плотностью (2.67тм3).
Породы не силикозоопасны.
Породы относятся к сильнотрещиноватым и трещиноватым с модулем трещиноватости превышающем как правило 5-6.
В зоне выветривания измеряемой первыми метрами в горной части и достигающей десятков метров на участках примыкающих к порталам горные породы ослаблены главным образом за счет возрастания трещиноватости физического выветривания пористости и ухудшения водоустойчивости. Незначительно уменьшается плотность мергелей (2.47тм3) а прочность в водонасыщенном состоянии падает вдвое. Породы характеризуются как среднепрочные и малопрочные. Наиболее устойчивыми в этой зоне являются песчаники претерпевающие в основном физическую дезинтеграцию.