§ 30. Поиски строительных материалов

В состав инженерно-геологических изысканий, помимо отыска­ния выгоднейшего места для сооружения, входят также поиски строительных материалов.

Естественные строительные материалы широко используются. Так, песок, гравий и щебень — в качестве заполнителей бетона, в качестве дренирующего материала при устройстве автодорог и балласта для железных дорог; бутовый камень — при строитель­стве фундаментов; в качестве облицовочного материала исполь­зуются мрамор, граниты, сиениты, туфы и др.; глина, лёсс —как материалы для гидроизоляции при строительстве плотин, и т. д.

Строительные материалы должны отвечать ряду требований, из которых главнейшими можно считать: соответствующее качество материалов и необходимый запас их, минимальные затраты на раз­работку и доставку их к месту строительства.

Требования к строительным материалам зависят от вида про­ектируемого сооружения, его класса и определяются соответству­ющими нормативными документами.

Наиболее важная характеристика качества каменных строи­тельных материалов — их механическая прочность в сухом и водонасыщенном состоянии, морозоустойчивость, удельный и объемный вес, пористость. Для песков важная характеристика — грануло­метрический состав и содержание вредных примесей (глинистых частиц, гипса); для гравия важен также его петрографический состав, морозостойкость.

Запасы месторождений нерудного минерального сырья, к кото­рому относятся и строительные материалы, классифицируют по степени разведанности, изученности качества и условиям разработки на четыре категории — А, В, С₁ и С₂.

К категории А относят запасы, разведанные и изученные с исчерпывающей полнотой, дающей возможность установить усло­вия залегания, форму и строение тела полезного ископаемого, его качество, условия разработки. Конфигурация тела полезного иско­паемого определена буровыми скважинами и горными выработками; погрешность определения запасов не превышает 10—15%.

К категории В относят запасы, разведанные и изученные с детальностью, позволяющей выявить только основные особен­ности условий залегания, формы и характера строения полезного ископаемого; пространственное положение тела полезного ископае­мого определено приближенно; погрешность подсчета запасов может доходить до 20—40%. Контур тела ископаемого определен по дан­ным разведочных выработок с элементами экстраполяции на гео­логически неисследованные участки местности.

К категории С_г относят запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах условий залегания, формы и строения тела полезного ископаемого, его ка­чества, технологических свойств, условий ведения разведочных работ; погрешность подсчета запаса 40—50%. Контур запасов опре­делен разведочными выработками и экстраполяцией по геологи­ческим и геофизическим данным.

К категории С₂ относятся запасы, предварительно оценен­ные; условия залегания, форма и распространение тела полезного ископаемого определены на основе литературных данных и ча­стично геологических и геофизических данных, частично проверен­ных геологическими выработками. Качество материала определено отдельными пробами. Контур запасов определен в пределах под­ходящих геологических структур.

Надежно определить категорию нерудного полезного ископае­мого очень важно при решении вопроса о промышленном освоении месторождения; ошибки в определении категории запаса недопустимы. Содержание и объем изысканий строительных материалов зависят от типа проектируемого сооружения, его класса, стадии проектиро­вания и местных условий.

Поиски строительных материалов ведутся на основе геолого-литологических карт и разрезов, карт четвертичных отложений и дополнительно выполняемых по­исков и геологических съемок. Хо­рошие геологические карты и раз­резы дают возможность видеть по­ложение, соотношение и изменение продуктивной толщи и толщи вмещающих пород, тектонические нарушения, приуроченность строи­тельного материала к определен­ным геологическим структурам. Необходимый масштаб геологи­ческой съемки зависит от размеров месторождения и сложности геологического строения участка. Для месторождений, занимающих площадь несколько квадратных кило­метров и имеющих несложное строение, съемки выполняются в мас­штабах 1 : 5000—1 : 10 000; для меньших месторождений, но имею­щих сложное геологическое строение, нужны съемки в масштабах 1 : 1000—1 : 2000 с сечением рельефа через 2—0,5 м.

Поиск ведется одиночными маршрутами или проложением системы параллельных маршрутов, равномерно покрывающих отдельные площади. Маршруты прокладывают на расстоянии 100—250 м один от другого. По маршрутам ведется геологическая съемка и тех­ническое нивелирование.

В процессе поисковых работ должно быть выяснено хотя бы приближенно качество строительного материала, его запасы, условия -залегания и разработки, объем вскрышных работ, глубина залега­ния и водообильность встречаемых подземных вод. Для этого ведут разведочные работы: шурфование, рытье канав, бурение скважин. Качество разведанных строительных материалов оценивают на основе испытаний образцов пород; при испытании используют при­ближенные методы. Разработка естественных строительных мате­риалов чаще всего выполняется открытым способом.

Подсчет запасов ведется на основе полученных в результате разведки планов и геологических разрезов, на которых указывается также качество материала.

Для подсчета запасов месторождений строительных материалов существует несколько способов. Одним из наиболее целесообраз­ных является способ параллельных разрезов, применяемый в слу­чаях, когда система выработок находится на прямолинейных про­филях. Из других способов можно назвать способ среднего арифме­тического, изолиний, треугольника.

Подсчет запасов строительных материалов на конкретном участке требуется для контроля выполнять двумя различными способами.

При применении способа параллельных разрезов подсчет запасов ведется на основе простейших геометрических построений (рис. 47), Объем вскрышных работ подсчитывают по формуле

объем строительных материалов — по формуле

Точность подсчета запасов обусловлена несколькими источниками ошибок. Одна из главных ошибок — ошибка от неточного отожде­ствления (по редким разведочным выработкам) фактического, слож­ного по конфигурации и составу тела ископаемого материала, с какой-то геометрической фигурой иного размера. Считается, что величина этой ошибки не более 15%. Другая ошибка, величина которой не превышает 5—10%, проистекает от неточного измерения мощ­ности, площади распространения ископаемого, от ошибки при определении залежи и определении физико-технических показа­телей породы. И, наконец, погрешность от несовершенства приме­няемого способа подсчета 1—5%.

В состав геодезических работ при поисках месторождений строи­тельных материалов входят крупномасштабные съемки и инстру­ментальные привязки геологических выработок в плане и по высоте.

Раздел третий ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ