Проектная часть

Назначением проектной части являются выбор и обоснование методов, их сочетаний и объемов исследований, которые обеспечивают в данных гидрогеологических (инженерно-геологических, геоэкологических, нефтегазо-гидрогеологических) условиях для данной проектной задачи (мероприятия, сооружения и др.) получение соответствующей необходимой и достаточной информации при минимальных затратах. Это достигается совместным анализом проектной задачи, природных условий, уже рассмотренных в специальной части, опыта изысканий в виде требований нормативных документов и исследовательской логикой, базирующейся на теоретических основах гидрогеологии, гидрогеохимии, грунтоведения и др., усвоенной студентом за время обучения.

Проектная часть включает следующие вопросы:

- цель и задачи проектируемых работ;

- исходные данные для проектирования;

- обоснование выбора работ, общей методики исследований, видов и объемов работ;

- описание методик проектируемых работ;

- техническое обеспечение работ;

- метрологическое обеспечение работ;

- охрана окружающей среды при производстве работ;

- краткие выводы по оптимальности принятых решений.

Третья глава составляется раздельно по тематическим направлениям, остальные для всех тем однотипны.

В состав проектной части входят также главы, составляемые под руководством консультантов специальных кафедр:

- безопасность жизнедеятельности;

- сметно-финансовые расчеты.

Основные элементы содержания этих глав, следующие.

3.5.1. Цель проектируемых работ и задачи исследований. Формулируется цель работ, определяемая темой дипломного проекта, приводится постановка и описание задач, требующих решения.

Задачи целесообразно разделить на группы: а) устанавливающие геолого-гидрогеологические, геоэкологические, нефтепромысловые или инженерно-геологические условия (границы распространения геолого-генетических комплексов, ИГЭ, групп пород, характер граничных условий, степень взаимодействия водоносных горизонтов и т.п.); б) конкретизирующие фильтрационные, миграционные, структурные схемы и сферы взаимодействия проектируемого сооружения и геологической среды (определение границ различных видов, мощностей отдельных слоев, напоров, пространственного положения поверхностей скольжения и т.д.); в) устанавливающие обобщенные и расчетные значения гидрогеологических параметров, гидрогеодинамических критериев, свойств горных пород, динамику миграции загрязнителей, динамику потока, физико-геологических и инженерно-геологических процессов и т.п. с конкретным указанием требуемой точности и надежности.

3.5.2. Исходные данные для проектирования. В этой главе приводятся все необходимые для проектирования работ сведения: основные условия из задания на проектирование; характеристики и класс сооружений; заявленная потребность в воде; сведения о типах фундаментов, наличии подвалов, технологических особенностях сооружений; возможных сбросах загрязняющих веществ, их качественном составе и др. Приводятся основные выводы из общей и специальной частей дипломного проекта, способные влиять на обоснование видов и объемов проектируемых работ: о режиме уровней грунтовых вод, экологическом состоянии территории, наличии грунтов со специфическими свойствами и т.п., а также важнейшие требования нормативных документов, которые следует учесть.

В этой главе могут быть приведены сведения о работах, которые будут выполняться специализированными организациями по отдельной смете, а не в составе разрабатываемого проекта (топогеодезические, геофизические и др.). Однако это не исключает выделения их объемов и методики выполнения в данном проекте. Здесь же отмечается, что в случае производства работ в городе, где находится изыскательская организация, командировочные расходы и внешний транспорт в смете не предусматриваются.

3.5.3. Обоснование выбора общей методики исследований, видов и объемов работ. На основе сформулированного комплекса задач исследований и исходных материалов обосновывается стадия и основные методы исследований для дипломных проектов различной направленности.

В проектах гидрогеологической направленности по поискам и разведке различных типов подземных вод и нефтегазовой гидрогеологии сюда входят выбор и обоснование схемы водозабора, системы гидрогеологических скважин на нефтяном месторождении, основного водоносного горизонта, его граничных условий в плане и разрезе, обоснование количества гидрогеологических опытов, необходимых и достаточных для параметризации водоносного (в т.ч. нефтегазоводоносного) горизонта и оценки запасов и, как следствие – обоснование видов и объемов необходимых работ – опытно-фильтрационных и опытно-миграционных, буровых, геофизических, тампонажных, монтажно-демонтажных и т.д. Должны быть обоснованы и разработаны конструкции скважины, тип водоподъемного оборудования, методы измерения расходов и уровней воды. Обосновываются принимаемый метод подсчета запасов подземных вод, расположение скважин и опытных кустов. В районах действующих водозаборов проводится анализ опыта эксплуатации с сопоставлением расчетных и фактических их гидродинамических параметров.

В проектах инженерно-геологической направленности должен быть назван выбранный комплексный метод исследований и, исходя из литологии площадки и стадии изысканий должны быть обоснованы виды опробования, тип вскрывающих разрез выработок, их глубина и конструкция, тип применяемого пробоотборника, интервал отбора проб, виды лабораторных испытаний грунтов и грунтовых вод.

В проектах геоэкологической направленности в зависимости от стадии и специфики темы обосновываются все необходимые виды исследований из перечисленных выше (при необходимости - съемка); особо обосновывается частота опробования, так как измерения обычно производятся в ряд сроков (мониторинг).

После обоснования содержательной (гидрогеологической, геоэкологической и т.д.) частей проекта проектируемые виды работ могут быть перечислены и описаны в порядке их выполнения (проектирование, съемка-рекогносцировка, наземные геофизические исследования, горно-буровые работы, скважинная геофизика, опытные работы, гидрологические, топогеодезические и камеральные работы) с обоснованиями – расчетами объемов работ и составлением результирующей таблицы видов и объемов проектируемых работ.

1. Проектирование. Включает сбор и изучение фондовых и опубликованных литературных источников по району и участку, интерпретацию результатов геофизических и аэрокосмических исследований, выписки и выкопировки по результатам исследований прошлых лет, подготовку геологической и гидрогеологической картографической основы имеющегося масштаба.

2. Полевые маршрутные исследования. Планируются с целью выявления или уточнения геологических, гидрогеологических, инженерно-геологических и геоэкологических особенностей изучаемого участка мест заложения проектируемых выработок и пунктов наблюдений, состояния водоемов и водотоков, возможных источников загрязнения подземных вод, имеющихся на участке водозаборных и других скважин с замером дебитов, динамических уровней и т.д. В случае разведки заменяется на рекогносцировку.

3. Наземные геофизические исследования. Обосновывается выбор видов геофизических работ, исходя из целей (уточнение мощности водоносного горизонта, глубины залегания водоупора, мощности зоны аэрации и т.п.), их масштаб, методы проведения (оптимальная сеть, точность наблюдений, тип аппаратуры), объемы работ.

4. Буровые и горные работы. Обосновывается их объем: количество и глубины скважин, места заложения, способ бурения, интервал установки фильтра, комплекс сопутствующих работ (гидрогеологические наблюдения, установка фильтра, разглинизация и др.). Бурение и оборудование скважин различного назначения (поисковых, опорных, разведочных, наблюдательных, разведочно-эксплуатационных) описывается отдельно, обосновывается их конструкция, выбор бурового оборудования, инструмента.

Все сведения по конструкции скважин, их оборудованию фильтрами, технологии бурения должны быть отражены в геолого-техническом наряде.

5. Геофизические исследования скважин. Обосновываются задачи, решаемые скважинной геофизикой, указывается количество скважин, в которых предусматриваются геофизические исследования, их проектные глубины. Обосновывается проектируемый комплекс исследований и общий объем работ.

6. Опытные работы. Указываются цели и задачи каждого вида проектируемых опытных работ. Обосновываются виды и методика производства работ, предполагаемая методика обработки полученной информации, приводятся расчетные зависимости, графики.

Особое внимание обращается на опытные кустовые откачки, их производительность, продолжительность, схемы размещения лучей и скважин в лучах, что должно подтверждаться соответствующими расчетами. Определяются и обосновываются технические средства и измерительная аппаратура для производства опытных откачек. При необходимости отвода откачиваемых вод на расстояние более 10 м, определяется длина водоотвода, проводится расчет затрат на сооружение водоотвода.

Выделяется подраздел «Наблюдения за режимом подземных вод», где указываются цель и задачи наблюдений, количество скважин наблюдательной сети из числа проектируемых разведочных и специальных, конкретная задача, решаемая каждой скважиной (изучение режима подземных вод в зоне влияния границ водоносного горизонта, оценки взаимосвязи поверхностных и подземных вод, выявление взаимосвязи с нижележащими напорными горизонтами и т.п.), принцип их размещения по площади участка, глубины, общая продолжительность наблюдений, частота замеров элементов режима, протяженность маршрута наблюдений и вид транспорта при наблюдениях, какие скважины будут переданы для стационарных наблюдений.

7. Гидрологические работы. Цель и задачи работ. Обосновывается количество гидрометрических створов и постов, их тип, частота замеров, вид замеров, продолжительность наблюдений за уровнями, температурой, расходами, минерализацией и химическим составом поверхностных вод. Общий объем работ.

8. Топографо–геодезические работы. Цель работ, виды. Указывается количество пунктов, подлежащих плановой и высотной привязке, класс работ, категория сложности, протяженность хода.

9. Опробование. Формулируются цели и задачи опробования, основные объекты, виды, объемы и методика опробования, предусматривается внутренний (10%) и внешний (5%) контроль. Выделяется количество проб, отбираемых в процессе опытно–фильтрационных работ, из поверхностных вод и источников и в процессе режимных наблюдений. Описывается методика отбора. Указываются объемы проб по видам анализов, способы и реактивы для консервации проб.

10. Лабораторные работы. Обосновываются виды и объемы лабораторных исследований проб воды и грунтов, количество анализов, выполняемых в полевой лаборатории, центральных лабораториях, лабораториях, выполняющих внешний контроль.

11. Камеральные работы. Приводится перечень и содержание текстовых и графических материалов, представляемых по результатам выполненных работ в процессе текущей и окончательной обработки. Целесообразно предусмотреть состав исполнителей, аналогичный составу на проектно–сметных работах. Продолжительность камерального периода определяется с учетом сметной стоимости всего объема камеральных работ и стоимости работ одного месяца по сметно–финансовым расчетам.

Инженерно-геологические исследования. На основе сформулированных задач и исходных данных выбирается один из четырех известных комплексных методов инженерно-геологических исследований (съемка, разведка, опробование, режимные наблюдения), с помощью которого будет решаться общая задача проектируемых изысканий; детали возможных различий намечаемых исследований решаются с руководителем дипломного проектирования.

Исходя из принятого комплексного метода (подавляюще часто – разведка) обосновываются частные методы решения отдельных задач и отдельные виды работ. Обоснование выполняется путем показа того, что выбранным методом в имеющихся условиях задача решается наилучшим образом.

Проект средне-мелкомасштабной инженерно-геологической съемки, если она является темой проекта, включает также обоснование выделения «ключевых» участков.

По каждому виду работ, исходя из природных условий участка, логики, теоретических достижений инженерной геологии и требований норм, обосновываются объемы работ и их распределение по участку в плане и по глубине. Обоснования сопровождаются расчетами в соответствии с требованиями норм, на основании которых определяется количество выработок, опытных работ, отбираемых проб грунтов и воды. Глубина выработок находится исходя из разреза и мощности будущей активной зоны.

При необходимости применения комплексных методов инженерно-геологического опробования или режимных наблюдений (на действующих деформирующихся объектах) обоснование видов и объемов работ производится аналогично, исходя из специфики цели: форсированного опробования для оценки произошедших изменений состояния грунтов или выявления режима изменений уровня грунтовых вод. В последнем случае общий объем измерений устанавливается, исходя из их проектируемой продолжительности (обычно не менее года) и частоты наблюдений.

Геоэкологические исследования. Все виды геоэкологических исследований выполняются с целью создания информационной базы для прогноза преобразования геологической среды в целом или определенных ее составляющих (почв, грунтов зоны аэрации, подземных вод, горных пород) под воздействием природных и техногенных факторов и подразделяются на 3 стадии:

1) геоэкологическая съемка (картирование и картографирование);

2) геоэкологическая разведка (изучение по конкретным объектам);

3) наблюдения – мониторинг геологической среды.

Особенности проектирования геоэкологических исследований определяются рациональным комплексированием методов всестороннего изучения и картирования геологической среды, ее геохимических, гидрогеологических и инженерно–геологических условий, а также их техногенных изменений в тесной взаимосвязи с другими компонентами природной среды (атмосферой, гидросферой, биосферой) с целью оценки влияния хозяйственной деятельности и разработки мер по ликвидации и предупреждению опасных геоэкологических процессов и оздоровлению экологической обстановки.

При детальном изучении геоэкологических условий на конкретном объекте (масштабы 1:10000 – 1:1000) геохимическое и гидрогеохимическое опробование всех компонентов геологической среды проектируется, в первую очередь, на преобладающие компоненты–загрязнители. Комплексность исследований не исключает возможности выполнения специализированных работ (съемок): эколого–геохимических, ландшафтно–геохимических и других исследований, ориентированных на полное изучение массопереноса химических элементов по всему геохимическому циклу – в воздухе, в дождевых осадках и снежном покрове, в почво–грунтах, горных породах, подземных и поверхностных водах, донных осадках, растительности, в сельскохозяйственной продукции, в крови и биосубстратах человека и животных.

На объектах с интенсивной техногенной нагрузкой, способной привести к необратимым и опасным для жизнедеятельности человека последствиям, необходимо проектировать геоэкологические полигоны с постоянной сетью пунктов наблюдений, организацию мониторинга геологической среды.

Основные требования к обоснованию видов, объемов и методики работ аналогичны описанным выше направлениям проектируемых исследований.

Гидрогеологические исследования для оптимизации нефтегазодобычи. Специфика дипломных проектов этого типа заключается в малом количестве разведочных скважин (одна-две, или использование обводнившейся нефтегазовой), большой глубине разведки, многочисленности вскрываемых водоносных горизонтов, в нижних этажах литосферы представленных рассолами, в больших напорах и пластовых давлениях, и в очень подробном, разветвленном и специфичном гидрогеохимическом опробовании. Одним из частых вопросов при этом является выяснение, можно ли без отрицательных последствий применять для законтурного обводнения природную или техногенно-обработанную воду того или иного состава.

В проектах этого типа вопрос о количестве выработок обычно не возникает, но расположение единственной скважины, как и ее опробования, обосновывается очень продуманно и надежно. Требования к обоснованию видов объемов и методик опробования аналогичны описанным для гидрогеологических исследований.

3.5.4. Методика проектируемых исследований. Включаетописание методик выполнения отдельных видов проектируемых работ. Характеристики их заимствуются из справочной и нормативной литературы и содержат важнейшие методические требования к данному виду работы. Так, для штампового или компрессионного испытания должны быть указаны тип оборудования, конечная нагрузка, величина ступени давления, условие стабилизации деформации, состояние пробы, для откачки – количество понижений, частота измерений уровня воды, условие стабилизации уровня и расхода, способ измерения расхода и т.д.

Должны быть приведены методики всех видов работ; для несложных можно ограничиться названием и ссылкой на ГОСТ.

Особенно детально и подробно должна быть приведена методика производства буровых (горных) и полевых опытных или опытно-фильтрационных работ. Методика бурения должна включать конструкцию скважины при бурении и конструкцию ее при откачках, подтвержденный расчетами режим бурения в различных породах и интервалах глубины, и эти сведения должны быть отражены в геолого-техническом наряде (ГТН). Описание методик может приводиться в таком же порядке, в каком они перечисляются в главе 3.5.4.(проектирование, съемка и т.д.).

 

3.5.5. Техническое обеспечение работ

Здесь, в порядке, изложенном для методик производства работ (3.5.4), приводятся основные сведения о технических средствах, намеченных для применения при выполнении проектируемых работ: их габаритах, тактико-технических данных, типовых режимах, предельных и оптимальных значениях характеристик и т.д. Подобным образом характеризуются выбранные буровой станок, наконечники, пробоотборники, насосы, оборудование для полевых испытаний грунтов, расходомеры, уровнемеры, геофизические приборы и иная измерительная техника; все эти сведения выбираются из справочной литературы и соответствующих государственных стандартов.

 

3.5.6. Метрологические обеспечение работ.

Содержит информацию об государственной аттестации в метрологической службе РФ тахнических средств, используемых при проведении работ.