Материал: Высоковольтная линия 220 кВ Магнитогорская-Карталы

Высоковольтная линия 220 кВ Магнитогорская-Карталы

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКИ

Кафедра гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии

Отчет по практике

«ВЛ 220 кВ Магнитогорская - Карталы 220 с расширением ПС 500 кВ Магнитогорская и ПС 220 кВ Карталы 220 для технологического присоединения ПС 220 кВ Михеевский ГОК»

Екатеринбург 2014

Введение

Инженерно-геологические изыскания для разработки проектной документации по объекту: «ВЛ 220 кВ Магнитогорская - Карталы 220 с расширением ПС 500 кВ Магнитогорская и ПС 220 кВ Карталы 220 для технологического присоединения ПС 220 кВ Михеевский ГОК» выполнены геологическим сектором ЗАО "Проектно-изыскательский институт ГЕО" на основании технического задания в соответствии с договором № Г-0213 от 01.12.2013г., заключенным с ОАО «ФСК ЕЭС - МЭС Урала».

ЗАО "Проектно-изыскательский институт ГЕО" состоит в Саморегулируемой организации Некоммерческое партнерство «Уральское общество изыскателей» (запись в реестре саморегулируемых организаций №СРО-И-019-11012010). ЗАО "Проектно-изыскательский институт ГЕО" получено свидетельство о допуске к определенному виду или видам работ, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства - регистрационный номер № СРО-И-019-039-23122010-4 от 23.12.2010 г. (Приложение В).

Согласно техническому заданию проектируется:

расширение ОРУ 220 кВ ПС 220 кВ Карталы 220: выключатель элегазовый 220кВ, выключатель элегазовый 110кВ, размер стоек 1,2х1,2 м, портал шинный ячейковый размеры в плане 1,5х1,5 м и 2,3х2,0 м. Тип фундаментов - столбчатый ж/б, буронабивная свая. Сооружения II уровня ответственности.

площадка временного строительного городка с трассами внешних коммуникаций - подъездной автодорогой, ВЛ 0,4-1,0 кВ.

Тип фундаментов будет определен после получения материалов инженерно-геологических изысканий.

В цели и задачи инженерно-геологических изысканий по данному объекту вошло комплексное изучение инженерно-геологических условий проектируемых объектов, включая, рельеф, геологическое строение, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, получение необходимых и достаточных материалов для проектирования, строительства и эксплуатации объектов.

Работы выполнялись в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

Полевые инженерно-геологические работы проводились в мае-июне 2013 года.

Предварительная разбивка и планово-высотная привязка выработок выполнена в мае 2013 года.

Камеральная обработка полевых материалов и лабораторных исследований выполнена в мае - июне 2013 года.

Лабораторные исследования по определению физико-механических свойств грунтов выполнены в грунтовой лаборатории ЗАО «ПИИ ГЕО», Свидетельство о состоянии измерений в лаборатории №507 выдано ФБУ «УРАЛТЕСТ», действительно до 12.10.2015 г. (Приложение И), и определения химического состава грунтовых вод и химического анализа водных вытяжек выполнены в грунтовой лаборатории ООО «Уралгеопроект», аттестат аккредитации №РОСС RU. 0001.517802 от 09.04.2010г. (приложение К).

Изученность инженерно геологических условий территории

Согласно п.5.2 СП 105-97, ч. I [3] перед началом полевых работ был проведен сбор материалов изысканий прошлых лет, включающих сведения о геолого-съёмочных работах, инженерно-геологических изысканиях для обоснования проектов строительства различных объектов.

Были изучены и проанализированы отчеты инженерно-геологических изысканий предыдущих лет не только на изучаемом участке, но и на прилегающей территории.

В 2011 г. ООО «Энергоучет-комплект» проводились комплексные инженерные изыскания по объекту: «ЗАО «Михеевский ГОК ВЛ 220кВ Карталы 220-Михеевский ГОК» [24]. Было пробурено 175 скважин, глубиной до 6,0 м, с отбором проб грунта и воды.

Выработки вышеуказанных изысканий в границы исследуемой площадки не вошли.

Материалы вышеуказанных изысканий использованы для написания отчёта.

Методика работ

Инженерно-геологические изыскания проведены в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96 [1] и СП 11-105-97, части I-III [3-5].

С учётом собранных материалов об особенностях геологического строения, гидрогеологических, техногенных условий района была принята II (средняя) категория сложности инженерно - геологических условий по совокупности факторов в соответствии с приложением Б к СП 11-105-97, ч.I.

На участке проектируемого строительства пройдено: 10 скважин глубиной 8,0 м по контуру проектируемого расширения ОРУ 220 кВ, 4 скважины глубиной 5,0 м для размещения временного городка строителей и 3 скважины глубиной 5,0 м по оси автодороги. Общий метраж бурения составил - 115 м.

Бурение произведено колонковым механическим способом буровыми установками УРБ-2А-2 и GM 75 GT "всухую" и с продувкой, с отбором керна, начальным диаметром 132 мм.

При бурении выявлены условия залегания грунтов разреза, велись наблюдения за появлением и установлением горизонта подземных вод.

Пройденные выработки ликвидированы путём засыпки местным грунтом.

Местоположение скважин приведено на плане участка М 1:1000 (Графическая часть, лист 1), данные по ним - в каталоге (Приложение Г) и на инженерно-геологических разрезах скважин (Графическая часть, лист 13-29).

По результатам бурения скважин построены инженерно-геологические разрезы по линиям 1-1 - 10-10, приведённые в Графической части, лист 2-11.

В процессе буровых работ из встреченных разновидностей грунтов отобрано 19 проб ненарушенной структуры (монолиты), 7 проб нарушенной структуры, 4 пробы скальных грунтов и 4 проб нарушенной структуры для определения коррозионной агрессивности к стали и бетону. Из водоносного горизонта отобрано 3 пробы на стандартный химанализ.

Лабораторные исследования выполнены с целью определения состава, состояния, физических, механических свойств грунтов для выделения классов, групп, видов и разновидностей в соответствии с ГОСТ 25100-2011, определения их нормативных и расчетных характеристик, выявления однородности грунтов по площади и глубине, выделения инженерно-геологических элементов согласно ГОСТ 20522-96.

Отбор образцов грунтов, их упаковка, транспортировка и хранение производились в соответствии с ГОСТ 12071-2000. Отбор, консервирование, хранение и транспортировка проб воды для лабораторных исследований осуществляется в соответствии с ОСТ 41-05-263-86, ГОСТ Р 51592-2000.

Комплекс работ по планово-высотной привязке инженерно-геологических скважин выполнен в соответствии с «Инструкцией по топографической съемке в масштабах 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000 и 1:500», изд. Недра 1982г., и “Условных знаков для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2 000, 1:1 000 и 1:500”, изд.2000г.

Разбивка и привязка скважин выполнена с пунктов Государственной геодезической сети геодезическими GPS приемниками. До начала работ геодезические приборы прошли метрологическое обследование и поверки, данные по их метрологическому обеспечению приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Данные по метрологическому обеспечению GPS приемников

Координаты скважин даны в местной системе координат, высотные отметки - в Балтийской системе.

Камеральные работы заключались в сборе сведений об инженерно-геологической изученности района в целом, обработке и увязке результатов полевых буровых, лабораторных испытаний, в составлении отчёта в установленной форме.

1. Общая часть

.1 Физико-географическое описание района

Город Карталы расположен на Южном Урале, на холмистой равнине в долине р. Карталы-Аят (левый приток р. Тобола), в 260 км к юго-западу от Челябинска. Узел ж.д. линий.

Местоположение ПС 220 кВ Карталы - г. Карталы, Челябинская область, 3,5 км северо-западнее центра (Рис.1).

Район находится в пределах Зауральского пенеплена с характерно равнинно-увалистым рельефом. Его общее понижение и выравнивание происходит в восточном направлении.

В геоморфологическом отношении проектируемый участок ПС расположен на правом берегу р. Карталы-Аят, ~ в 900 м на юго-запад от уреза реки.

Рис. 1 - Местоположение участка ПС, выкопировка со снимка Gооgle Erdh

Климат области определяется положением ее в центре Евро-Азиатского материка, большим удалением от морей и океанов. На формирование климата оказывают влияние Уральские горы. Все это определяет значительную континентальность и сухость климата.

Климатическая характеристика дана по данным ближайшей к району ГМС г.Карталы (по табл. СНиП 23-01-99*).

Лето тёплое: пять месяцев в году средняя дневная температура превышает 20°С; зима умеренно холодная, максимальный снежный покров наблюдается в феврале (26 см). Количество ясных, облачных и пасмурных дней в году - 162, 160 и 43 соответственно.

Отрицательная температура в среднем держится с середины ноября до конца марта. Первые заморозки отмечаются, как правило, во второй половине сентября, последние обычно регистрируются во второй половине мая. Устойчивый снежный покров появляется во второй половине ноября, разрушение и спад его заканчивается в середине апреля.

Нормативная глубина промерзания согласно п.5.5.3 СП 22.13330.2011 «СНиП 2.01.01-83*» [11] и СНиП 23.01-99* [10] для глинистых грунтов составляет 1,82 м, для супесчаных - 2,21 м, для песков средней крупности - 2,37 м, для гравийного грунта - 2,69 м. Суглинистые грунты, залегающие в зоне промерзания, подвержены морозному пучению.

Таблица 2 - Средняя месячная температура воздуха

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Средняя температура, °С

-16,5

-15,6

-9,0

3,2

12,3

17,4

19,1

16,8

10,8

2,3

-6,7

-13,3

Средняя многолетняя температура воздуха - 1,7 °С

Абсолютный минимум - минус 44°С.

Абсолютный максимум - плюс 41°С.

Средняя температура наиболее холодных суток при Рm =0,92 - минус 38°С.

Средняя температура наиболее холодной пятидневки при Рm=0,92- минус 33°С.

Самый холодный месяц - январь; самый тёплый - июль.

Годовая сумма осадков в среднем составляет 487 мм, причём большая их часть (338 мм) выпадает в тёплый период года (с апреля по октябрь).

Согласно схематическим картам районирования СНиП 23.01-99* рассматриваемый район относится:

к IВ - по климатическому районированию для строительства;

среднее за год число дней с переходом через 0 град. - 60.

В соответствии с Приложением В к СНиП 23-02-2003 территория относится к 3 (сухой) зоне влажности.

Подробная характеристика климатических условий рассмотрена в главе 11 «Инженерно-гидрометеорологические изыскания».

1.2 Геологическое строение района работ

Геологическое строение Карталинского района обусловлено разнообразием горных пород: осадочных (известняки, доломиты, глины), вулканических (серпентиниты, базалиты), метаморфических (опалы, графит, аргеллит). Эти породы выходят на поверхность или располагаются на больших глубинах. Они по площади имеют незначительное распространение в районе населенных пунктов Еленинка, Новониколаевка, Родники. Большая часть территории района сложена глубинными, магматическими породами: гранитами, диоритами, габбро. Эти породы слагают окрестности Анненска, Великопетровки, Горной, Системы, Акмуллы. На территории преобладают породы нижнекаменноугольного и силурийского периодов палеозойской эры с абсолютным возрастом 435-350 млн. лет. Породы этого периода характеризуются значительной мощностью, разнообразием, разной степенью матоморфизации - от известняков , аргиллитов, андезитов, базальтов до различных сланцев (углистых, глинистых, зеленых, кремнистых, и т.д.) и мраморов. В меньшей степени распространены породы кембрия и ордовика с абсолютным возрастом 490-570млн. лет. И совсем редко встречаются породы мезозоя-триаса, кайнозоя-палеогена, неогена, антропогена с возрастом 230-55 млн. лет. Мезозой представлен обломочными породами мощностью 100-400м. Эти породы накапливались в грабенах, слагая современные понижения. Кайнозойские породы представлены континентальными отложениями глин и песчаников, мощностью 3-10. Они залегают горизонтально в виде чехла. По породам создается палеографическая и тектоническая обстановка. Породы палеозоя накапливались на дне Уральского океана, в котором имелись срединно-океанические хребты девоне (370-360 млн. лет назад) и зоны глубоководных желобов и вулканических островов в карбоне (360-320 млн. лет назад). В конце карбоната устанавливаются континентальные условия и происходит процесс разрушения. В мезозое-треасе активно накапливаются обломочные отложения в озерных котловинах (Полтавско-Брединской, Варненской синкали). В кайнозое (65 млн. лет назад) шло накопление континентальных отложений в понижениях Западная часть района находится в пределах Восточно-Уральского поднятия. На территории этого поднятия располагаются Джабык-Карагайская и Неплюевская гранитные интрузии. Главное тело Джабык-Карагайского интрузива, образовавше­еся от внедрения магмы в сводовые части складки, напоминает по форме выпуклую линзу и носит название факолит. Микроклиновые граниты, его слагающие, возникли 265-280 млн. лет тому назад в эпоху герцинского горообразования.

1.3 Инженерно-геологическое районирование

Согласно карте инженерно-геологического районирования Урала 1:2500 000 под редакцией Ф.А. Асинкритова район работ приурочен в региональном плане к району Б - горноскладчатый Урал: район сильно дислоцированных, тектонических сложно построенных осадочных. осадочно-вулканогенных и метаморфических толщ Урала широкого возрастного диапазона (от нижнего протерозоя до верхнего палеозоя), прорванных многочисленными инрузиями различных фракций, к области - Б-IV - область пенеплена восточного склона Урала. К району Б-IV1 - район распространения нижне-, среднепалеозойских пород: а)вулканогенно-осадочных метаморфизованных; б)карбонатных. Поверхностные образования представлены суглинисто-, глинистыми элювиально-делювиальными грунтами, реже суглинками неясного генезиса. Породы коренной основы - скальные, поверхностные - преимущественно связные.

2. Специальная часть

.1 Геологическое строение участка работ

Участок реконструируемой ПС расположен в зоне многочисленных контактов различных комплексов пород (интрузивных, эффузивных, метаморфических, осадочных), что обуславливает сложность геологического строения и проявляется в изменчивости минералогического состава коренных пород вследствие различной степени метаморфизма и различной степени преобразования коренных пород при выветривании. Вблизи контактов отмечаются различные тектонические нарушения.

Непосредственно на изыскиваемом участке скальные грунты представлены сланцами серицит-хлоритовыми с прослоями кремнистых, углистых, разной степени выветрелости (сильновыветрелые, выветрелые и слабовыветрелые) и трещиноватости - скальный массив сильно раздроблен системой трещин. Кровля скальных грунтов весьма неровная. На отдельных участках выветривание пород скального массива достаточно глубокое, «карманы выветривания» заполнены суглинистыми грунтами.

Скальные грунты в верхней части разрушены до глинистого, суглинистого элювия пройденной мощностью 1,3-5,0 м.

Таким образом, в соответствии с СП 11-105-97 (часть III), в разрезе коры выветривания скального массива можно выделить: дисперсную зону (суглинки, глины), глыбовую зону (рухляк) и зону трещиноватой горной породы со следами выветривания (скала трещиноватая). Четкой границы между выделенными зонами не наблюдается, переходы одного слоя в другой постепенные и незакономерные как в плане, так и по глубине.

Четвертичные террасовые отложения присутствуют в местах пересечения трассы с долинами рек и их притоками, с увеличением мощности отложений в сторону реки. Представлены они аллювиальными суглинками (пройденная мощность слоя 0,5-0,8 м), на отдельных участках с тонкими линзами песка, с включением гравия до 15%. Их подстилают пески средней крупности и крупные, от малой степени водонасыщения до насыщенных водой, с тонкими линзами суглинка, пройденная мощность слоя от 0,6 до 3,8 м.

Характерные для склонов и водоразделов делювиальные образования сохранились от размыва лишь на отдельных участках слоем неравномерной мощности (0,7-4,2 м), представлены коричневыми глинами твердой консистенции.