Рабочий проект ВЛ 220кВ

Содержание

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 Введение

2 Изученность инженерно-геологических условий

3 Физико-географическая характеристика

4 Геологическое строение

5 Мерзлотно-грунтовые условия

6 Физико-механические свойства грунтов

7 Выводы и рекомендации

8 Перечень нормативных, печатных и архивных документов, используемых для разработки отчета

Приложения

А

Свидетельство о допуске к работам по выполнению инженерных изысканий в Российской Федерации, выданное НП СРО «АИИС» 23Б

Техническое задание на выполнение инженерно-геологических изысканий .27В

Таблица результатов измерения удельного электрического сопротивления грунтов по трассе ВЛ 220 кВ «Городская-Пеледуй» ..28Г

Таблица температур многолетнемерзлых грунтов на глубине 10,0 м ..33Д

Каталог координат и высот горных выработок ...34Е

Частные значения показателей состава, состояния и физико-механических свойств грунтов

Содержание расчета

Стр

Содержание к расчету

Расчет фундамента Ф1.....

Расчет фундамента Ф4.....

Расчет фундамента Ф14.......

Расчет фундамента Ф15.......

Расчет фундамента Ф17.....

Расчет фундамента Ф19.....

Расчет фундамента Ф20..

Расчет фундамента Ф22......

Расчет фундамента Ф23..

Расчет свай...

Технологические нагрузки на фундаменты.....

Расчет перемещения и угла поворота сваи в уровне подошвы ростверка.

2 изученность инженерно-геологических условий

В 1972 году Новосибирским институтом «Энергосетьпроект» проводились инженерно-геологические изыскания от г. Мирный до п. Пеледуй для разработки проекта строительства ВЛ110 кВ. Материалы этих изысканий не сохранились.

В 2008 году выпущен рабочий проект строительства ВЛ110 кВ ВитимПеледуй с подстанцией 110 кВ «Витим» ОАО Иркутским филиалом института «Востсибэнергосетьпроект» Сибирского ЭНТЦ, где в томе V освещены комплексные изыскания на ПС110 кВ «Пеледуй», а в томе VI отражен весь комплекс изыскательских работ. Материалы последних инженерно-геологических изысканий проанализированы и использованы при составлении настоящего отчета для сопоставлений.

В 2007 году гидрогеологическая партия Государственного унитарного горно-геологического предприятия Республики Саха (Якутия) «Якутгеология» проводила поиски подземных вод хозяйственно-питьевого назначения в Ленском улусе. Результаты этих работ отражены в отчете и использовались для корректировки отдельных разрезов.

В 2009 году составлен проект «Поисковооценочных работ на подземные воды для целей водоснабжения п. Пеледуй «Ленский район на 20092010 г.г.».

Материалы отдельных глав этого проекта частично использованы в настоящем отчете.

Кроме того, при написании отчета привлекались и использовались материалы региональных исследований, касающихся инженерной геологии, геокриологии и геоморфологии для обзора и сопоставлений.

В основу же настоящего отчета вошли материалы инженерно-геологических изысканий, выполненных отделом инженерной геологии института ОАО «ДнепрВНИПИэнергопром» и фирмой ООО «Стройизыскания» в 2010 году.

Физико-географическая характеристика

Проектируемая ВЛ220 кВ ГородскаяПеледуй расположена в юго-западной части Республики Саха (Якутия) на территории Ленского улуса и проходит от ПС «Городская» г. Ленска до ПС «Пеледуй», протяженностью 217 км.

Город Ленск, административный, промышленный и культурный центр Якутии, занимает территорию более 20 км2. Приурочен к среднему течению р. Лены, находится на ее левом берегу и расположен в пределах крупных геоморфологических структур Среднесибирского плоскогорья и Якутской равнины.

Ленск является крупным речным портом, через который осуществляется снабжение всем необходимым алмазодобывающей промышленности г.Мирного. В г.Ленске имеется действующий аэропорт. Ленск связан с г.Мирный постоянно эксплуатируемой автомобильной дорогой, а с г.Якутском – автозимником, протяженностью 1600 км, который действует с декабря по апрель.

Геоморфологически трасса ВЛ220 кВ располагается в пределах Приленского структурно-денудационного плато и представляет собой холмистогрядовую поверхность с абсолютными отметками по скважинам 193,84 м (скв.542) – 561,89 м (скв.221) в Балтийской системе высот и общим уклоном на северо-запад.

По преобладанию рельефообразующих экзогенных факторов выделяются два типа рельефа: эррозионноденудационный и эррозионноаккумулятивный.

Первый сформировался в процессе неотектонических поднятий территорий. Его облик поверхности зависит от типа геологической структуры и литологического состава горных пород.

Здесь различаются: грядовоувалистое плато в пределах развития дислоцированных отложений кембрия в междуречье р.р. ЛеныПеледуй; волнистое полого-увалистое плато на линейных складчатых карбонатноглинистых породах кембрия; полого-холмистое плато на терригенных отложениях юры.

Второй тип рельефа – эррозионноаккумулятивный, приурочен к склонам речных долин Лены и Пеледуя, а также реки Боруок, принадлежащей бассейну р.Нюя. Водоразделы плоские или округлые. Склоны в верхней части пологие, редко средней крутизны.

В геокриологическом отношении район входит в зону островного распространения многолетнемерзлых пород. В долинах рек мощность ММП достигает 70 м. На склонах и водоразделах занимает до 50% территории с мощностью ММП – 25,030,0 м.

Мощность зоны сезонного промерзания и сезонного протаивания изменяется от ~2,5 м до 4,5 м. Из криогенных форм наиболее распространены сезонные бугры пучения, иногда встречаются термокарстовые проявления.

Гидросеть района представлена реками Лена и Пеледуй с их многочисленными притоками. Долины притоков узкие, иногда сжатые крутыми склонами со скальными выходами пород. Верховья долин широкие, часто с заболоченными поймами. Основное питание водотоки получают за счет атмосферных осадков, в меньшей степени за счет подземных вод.

Начало водостава - середина октября, весенний ледоход – середина мая. Толщина льда на больших реках достигает 180 см, вскрытие крупных рек, как правило, насильственное. При вскрытии подъем воды составляет 3-6 м и сопровождается разрушением берегов. Наиболее полноводны реки в конце мая - июне. Озера мелкие, распространены, в основном, в долине реки Пеледуй, замерзают и вскрываются одновременно с реками.

Сейсмичность территории, согласно картам сейсмического районирования Республики Саха (Якутия) – 6 баллов.

Климат района суровый резко континентальный, характеризуется холодной продолжительной зимой (октябрь – первая половина апреля) и относительно коротким летом (июнь – август).

Весенний сезон небольшой (вторая половина апреля – май). В связи с усилением циклонной циркуляции весной преобладает неустойчивый тип погоды.

В работе приводится абсолютный минимум температуры воздуха – минус 61°С, максимум - плюс 35°С.

Годовое количество осадков изменяется от 358 мм до 575 мм. Летом преобладают ветра северных направлений. В зимний период скорость ветров 0,93,8 м/сек, но в сочетании с сильными морозами, при относительной влажности 7280%, создаются очень суровые условия.

В летний период скорость ветра больше и может достигать ураганной силы - до 17м/сек.

Снежный покров образуется в первой половине октября и сохраняется в течении 220 – 250 дней, его высота к концу зимы достигает 60 – 90 см. В этот период начинаются процессы промерзания грунтов деятельного слоя, пучения, выпучивания и морозного трещинообразования.

Климатические параметры основных метеоэлементов, необходимых для расчетов, приняты по СНиП для г. Ленска.

Холодный период года

Температура воздуха наиболее холодных суток, обеспеченностью:

0,98 – минус 55°С;

0,92 – минус 53°С.

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью:

0,98 – минус 52°С;

0,92 – минус 49°С.

Абсолютная минимальная температура -57°С

Продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха:

[0°С – 208 суток при средней температуре минус 18,8°С;

[8°С – 259 суток при средней температуре минус 14,2°С;

Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца – 75%.

Количество осадков за ноябрь-март – 103 мм.

Преобладающее направление ветра за декабрь-февраль – западное.

Климатические параметры теплого периода года:

- барометрическое давление – 980 гПа;

- средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца +24,7°С;

- абсолютный максимум +36°С;

- средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца – 68%;

- количество осадков за апрель – октябрь – 283 мм;

- суточный максимум осадков – 106 мм;

- преобладающее направление ветра за июнь – август – западное.

Средняя годовая температура воздуха - 6,2°С.

Согласно районирования по климатическим характеристикам район расположения проектируемой трассы ВЛ220 кВ относится к четвертому снеговому району с нормативным значением веса 2,4 кПа (240кгс/м2), по толщине стенки гололеда - ко второму району – 5 мм и по давлению ветра - к первому району, со значением 0,23 кПа (23кгс/м2).

Геологическое строение

В структурном отношении территория изысканий находится в пределах Сибирской платформы, граничащей с Алданским кристаллическим щитом.

Тектоническое строение района проектируемой ВЛ220 кВ относительно сложное. Здесь нередко складчатые структуры осложнены разрывными нарушениями северо-восточного плана.

Все дизъюнктивные нарушения сгруппированы в две тектонические зоны: Карамскую и ВерхнеАлысардахскую.

Первая, наиболее крупная, тяготеет к бассейну реки Карам и протягивается на правобережье реки Пеледуй. Представляет собой серию сбросов северо-восточного простирания длиной от 8 до 12 км.

В наиболее раздробленных участках (нижнее течение рек Куртах и Карам) зафиксированы соляные и сероводородные источники.

Верхне-Алысардахская зона в пределах юго-восточной части района характеризуется сбросами северо-восточного и северо-западного простирания. На участках пересечения сбросов отмечаются узкие грабены (нижнее течение реки Пеледуй), выполненные отложениями средне-верхнего кембрия.

В геологическом строении района и прилегающих территорий принимают участие палеозойские образования кембрийского и ордовикского периодов, повсеместно перекрытые кайнозойскими отложениями, представленными нижне, средне- и верхнечетвертичными образованиями эллювиальноделювиального, аллювиально-делювиального и аллювиального генезиса.

Литолого-стратиграфический разрез изученный по трассе ВЛ220 кВ до глубины 10,0 м представляется в следующем виде сверху вниз:

- почвенно-растительный слой (e IV) – легкосуглинистый, серый, буроватосерый, мерзлый, в талом состоянии полутвердой и тугопластичной консистенции, распространен повсеместно мощностью 0,1 – 0,2 м;

- суглинок с примесью органических веществ (ed IIIIV) – бурый, желтоватобурый, мерзлый, слабольдистый, при оттаивании полутвердый, имеет ограниченное распространение, в основном, на отрезках трассы с долинами ручьев и понижениями рельефа, мощностью от 0,6 м до 0,8 м (скв.3а, 40а, 524а).

- супесь с примесью органических веществ (ed IIIIV) – бурая, мерзлая, слабольдистая, в талом состоянии твердой реже пластичной консистенции, пользуется широким распространение, на многих отрезках трассы залегает под почвенным слоем мощностью от 0,3 м – 1,3 м (скв.№№ 110, 58, 88) до 8,3 м - 9,8 м (скв.№№ 151, 153, 152);

- суглинок с примесью дресвы и щебня (ed III) – буроватожелтый, светло-серый, часто с красноватым оттенком, талый и мерзлый, в талом состоянии твердый и полутвердый, имеет широкое распространение, залегает под почвенно-растительным слоем или под супесью с примесью органики мощностью от 0,3 - 0,8 м (скв.№№ 68, 69, 387, 388, 413, 424) до 7,9 – 8,8 м (скв.№№ 386 - 389);

- супесь с примесью дресвы и щебня (еd III) – красноватобурая, бурая, буроватожелтая, мерзлая и талая, слабольдистая, в талом состоянии преимущественно твердая, редко пластичная, распространена на больших отрезках трассы, залегает чаще на скальных и полускальных грунтах мощностью от 0,2 м – 0,4 м (скв.№№ 319, 320,243,255) до 9,8 м – 9,9 м(скв.№№ 7477,354,355,357,358);

- песок пылеватый (аd III) – серый, желтоватосерый, бурый, мерзлый и талый, слабольдистый иногда содержит линзочки песка средней крупности и отдельные галечные и гравийные частицы, в некоторых скважинах встречается в виде линз мощностью до 2,0 м (скв.361), распространен в большей мере на начальных отрезках трассы ВЛ (скв.55 – 78) и на предпоследних (скв.361 – 375) при мощности от 2 м до 9,8 м (скв. 55 и 57);

- песок мелкий (аd III) – сероватожелтый, буровато-желтый, серый, мерзлый и талый, слабольдистый средней плотности и плотный, распространен локально мощностью от 1,5 м (скв.62) до 3,0 – 6,0 м (скв.368 – 369), а максимально вскрытая мощность 8,0 м отмечена в скважине №366;

- песок средней крупности (ad IIIII) – серый, желтоватосерый, в зоне сезонного промерзания мерзлый, слабольдистый, средней плотности, в талом состоянии – влажный, распространен в начале трассы ВЛ (скважины №№3а , 5 - 8) вскрытой мощностью до 8,5 м и в конце трассы (скважины №№538543) вскрытой мощностью до 7,0 м;

- песок крупный (ad IIIII) – светлосерый, желтовато-серый в зоне сезонного промерзания слабольдистый, мерзлый, преимущественно плотный, в талом состоянии влажный, плотный, встречается на отрезке первых 16 км мощностью по скважинам №№8 и 9 от 2,0 до 4,5 м и по скважинам №№37 и 38 от 0,5 м до 3,3 м в долине ручья;

- песок средней крупности (ad II) – серый, желтосерый, по составу кварцполевошпатовый, в зоне сезонного промерзания слабольдистый, мерзлый, плотный, в талом состоянии маловлажный, плотный, широко распространен на первых 13,5 км мощностью от 2,8 м до 7,0 м;

- песок гравелистый (ad II) – светлосерый, буроватый, желтоватосерый, в зоне сезонного промерзания мерзлый, слабольдистый, плотный, в талом состоянии маловлажный, плотный, встречен на 5 км трассы скважиной №12 вскрытой мощностью 1,5 м и далее прослеживается до скважины №29 максимально вскрытой мощностью 2,5 м (скв.22). На одном из отрезков трассы вскрыт скважинами №№372 и 376 мощностью 1,0 м, в долине реки Пеледуй встречен скважинами 442 и 443 мощностью, соответственно, 2,0 м и 1,7 м;

- галечниковые грунты с песчаным заполнителем (a I) – светло –серые, серые в зоне сезонного промерзания мерзлые, слабольдистые, низкопористые, плотные, распространены локально, встречены скважинами №№373 - 374 мощностью 5,0 – 2,0 м и скважинами №№441 – 443 в долине реки Пеледуй, вскрытой мощностью 2,8 – 8,8 м;

- аргиллиты (Є23vl+il) - нерасчлененных верхнеленской и илчинской свит, бурые, красноватокоричневые, реже серые, в зоне сезонного промерзания трещиноватые, малопрочные, в талом состоянии и в условиях многолетнемерзлой толщи средней прочности, распространены на отрезках трассы между скважинами: №№3154, №№78-88, №№100105, №№127-141, №№191208, №№303-327, при максимально вскрытой мощности 9,5 м;

- алевролиты (Є23vl+il) – бурые, красноватобурые, иногда зеленоватосерые, в зоне сезонного промерзания малопрочные, в талых и многолетнемерзлых условиях средней прочности, пользуются ограниченным распространением, встречены на отрезке трассы от скважины №1 до скважины №5 максимально вскрытой мощностью 8,0 м;

- песчаники (Є23vl+il) – светлосерые, бурые, иногда красноватобурые, в зоне сезонного промерзания трещиноватые, малопрочные, в талых и многолетнемерзлых условиях средней прочности, имеют широкое распространение, вскрыты на отрезках трассы между скважинами: №6671, №№86-190, №№209302, №№319-352, №№374379, №№443-453 при максимально вскрытой мощности – 9,8 м;

- известняки (Є23vl+il) – серые, светлосерые, редко зеленовато-серые в зоне сезонного промерзания слабовыветрелые, трещиноватые, средней прочности, в талых и многолетнемерзлых условиях прочные, распространены в основном в конце трассы на отрезках, от скважины №383 до скважины №443, от скважины №454 до скважины №538 при максимально вскрытой мощности 9,2 м.

Многолетнемерзлые грунты распространены на трех отрезках проектируемой трассы ВЛ220 кВ - от пикета 208 до пикета 332, от пикета 348 до пикета 569 и от пикета 679 до пикета 1054.

Детальный характер распространения литологостратиграфических разностей грунтов, их мощностей с учетом границ нормативного сезонного промерзания - протаивания и участков развития многолетнемерзлых пород иллюстрируются инженерно-геологическими разрезами продольного профиля первой линии.

На период бурения скважин подземные воды до глубины 10,0 м не встречены.

Мерзлотно-грунтовые условия

Проектируемая трасса ВЛ 220 кВ расположена в зоне прерывистого, островного распространения многолетнемерзлых пород мощностью до 70 м.

Бурением скважин установлено, что в разрезе южной части трассы, начиная от скважины 264 до скважины 543 (подстанция Пеледуй) многолетнемерзлые грунты отсутствуют.

В северной части проектируемой ВЛ многолетнемерзлые породы встречены скважинами 5182 и южнее с небольшим перерывом скважинами 86140. На отрезке между скважинами 141168 многолетнемерзлые породы отсутствуют. Далее на отрезке скважин 169260 распространены ММП с перерывом между скважинами 226240. Последний островок многолетнемерзлых пород встречен скважинами 262 и 263.

Мерзлые грунты, как правило, обладают массивной криогенной текстурой, редко в суглинках встречается слоистая текстура суммарная льдистость мерзлых грунтов как в зоне сезонного промерзания, так и в многолетнемерзлой толще изменяется от 0,20 д. ед. до 0,32 д. ед.

Температура многолетнемерзлых грунтов (пород) на глубине годовых теплооборотов (10,0 м) составляет минус 1,3°С – минус 1,7°С.

Выводы и рекомендации

Трасса проектируемой ВЛ220 кВ «Городская – Пеледуй» расположена на территории Ленского улуса и проходит от ПС «Городская» г. Ленска до ПС «Пеледуй».

В геоструктурном отношении район изысканий находится в пределах Сибирской платформы, граничащей с Алданским кристаллическим щитом, в геокриологическом отношении – в зоне преимущественно прерывистого и островного распространения многолетнемерзлых пород.

Геоморфологически трасса ВЛ220 кВ располагается в пределах Приленского структурно-денудационного плато и представляет собой холмистогрядовую поверхность с абсолютными отметками по скважинам 193,84 м (скв.542) – 561,89 м (скв.221) в Балтийской системе высот.

В геологическом строении района и прилегающих территорий принимают участие палеозойские образования кембрийского и ордовинского периодов, повсеместно перекрытые кайнозойскими отложениями, представленными нижне, средне- и верхнечетвертичными образованиями эллювиальноделювиального, аллювиально-делювиального и аллювиального генезиса.

Детальное геологическое строение с учетом границ нормативного сезонного промерзанияпротаивания по первой линии иллюстрируется инженерно-геологическим разрезом продольного профиля.

Вскрытая толща до глубины 10,0 м подразделена на 44 инженерно-геологических элемента.

Подземные воды, на период изысканий, до изученной глубины не вскрыты.

Несцементированные четвертичные отложения по трассе представлены суглинками ИГЭ2, ИГЭ-4, супесями ИГЭ3, ИГЭ-5, песками от пылеватых до гравелистых ИГЭ6 и ИГЭ11, преимущественно слабольдистых, от твердых до пластичных по консистенции. Мощность этих грунтов в зоне сезонного промерзания и сезонного протаивания относительно мала – не более 4,5 м.

Незначительная мощность четвертичных отложений позволяет в качестве основания использовать коренные породы (скальные грунты), особенно на территориях с прерывистым и островным распространением ММП.

При наличии в основании фундаментов скальных грунтов и не сплошном развитии мерзлоты целесообразно применение принципа II (СНиП 2.02.0488).

На некоторых отрезках трассы распространены ММП относительно большой мощности. Здесь, с учетом повышенной сейсмичности (6 баллов), следует принимать использование вечномерзлых грунтов по принципу I.

Инженерно-геологические условия, в основном, благоприятные для прокладки высоковольтной линии электропередач – широкое распространение скальних грунтов, преимущественно, средней прочности и других слабосжимаемых грунтов, находящихся глубже зоны сезонного промерзанняпротаивания.

Проектирование и строительство фундаментов опор мелкого заложения (столбчатых типа грибовидных подножников) возможно на талых и мерзлих скальних грунтах ИГЭ13а – 16а и ИГЭ13б – 16б, а также на грунтах ИГЭ4а -12а и ИГЭ4б – 12б.

При этом следует учитывать, что грунты ИГЭ2 и ИГЭ3 относятся к среднепучинистым, а ИГЭ4 и ИГЭ5 – к слабопучинистым.

Устройство фундаментов опор возможно на сваях «стойках», несущим слоем которых могут служить мерзлые и талые скальные породы средней прочности и прочные.

Учитывая тот факт, что суглинки ИГЭ2, ИГЭ-4, а также супеси ИГЭ3 и ИГЭ5 обладают пучинистыми свойствами, для обратной засыпки следует использовать грунты непучинистые (песчаные).

Нормативная глубина сезонного промерзанняпротаивания отражена на инженерно-геологических разрезах, листы 120 и изменяется от 2,5 м до 4,5 м.

Анализ инженерно-геологического разреза позволяет выбрать фундаменты опор типа подножников, в основном высотой 3,0 м, на отдельных участках высотой 5,0 м, частично с подсыпкой непучинистыми песчаными грунтами.

Строительство опор №№5872, 79-86, 209211, 217-222, 240249 и 286288 лучше выполнять на сваях опирающихся на мерзлые и скальные грунты.

Расчет оснований фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения производить согласно п.п. 4.40 – 4,45, а расчетное удельное касательное силы пучения для ИГЭ2 и ИГЭ3 принять равным 70 кПа, а для ИГЭ4 и ИГЭ5 – 50 кПа.

Порядковые номера классификации грунтов по трудности разработки принять в соответствии со СНиП – Сборник 1. Земляные работы