Гидрогеологические условия объекта

Геологическая часть

1.1 Общие сведения об объекте

Москва расположена в пределах Восточно-Европейской платформы -стабильном, жестком участке земной коры, который имеет двухэтажное строение: нижний этаж - сильно измененные (метаморфизованные), разбитые разломами и трещинами, гнейсы, гранитогнейсы и кристаллические сланцы архея (возраст около 3 млрд. лет) и протерозоя (около 1 млрд. лет). Он называется кристаллическим фундаментом и залегает на глубине около 1600 метров.

Современная инженерно-геологическая обстановка территории г. Москвы сформировалась в результате геологической деятельности глубокого девонско-каменноугольного моря, мелкого юрского-мелового моря, трех последующих оледенений - окского, девонского и московского, а также в результате функционирования многочисленных водотоков, водоемов и производственной деятельности людей.

Объект строительства находится в центре Москвы в Красносельском и Басманном районах. Объект находится между Мясницкой улицей, Бобровым переулком, Сретенским бульваром, проспектом Академика Сахарова Тургеневской площадью, площадью Мясницкие Ворота, Чистопрудным бульваром, Лялиным переулком и Земляном валу. Рядом находятся станции метро «Тургеневская» , «Чистые пруды» и «Курская».

Климат Москвы умеренно-континентальный со средней годовой температурой воздуха +5,8^оС. Самый теплый месяц - июль со среднемесячной температурой воздуха +20^оС. Самый холодный месяц - январь со среднемесячной температурой - 8,2^оС. Глубина сезонного промерзания глинистых и суглинистых грунтов составляет 1,3 м, песчаных и супесчаных грунтов составляет 1,5 м. Средняя многолетняя высота снежного покрова 0,42 м. Среднегодовое кол-во осадков 704 мм, из которых в теплое время года (апрель-октябрь) выпадает 405 мм. Преобладающее направление ветров юго - и северо - западное.

Стратиграфия и литология

В районе и на глубинах проходки перегонных тоннелей «Чкаловская» - «Сретенский бульвар» выявлены отложения трёх возрастных групп: палеозойской, мезозойской и кайнозойской.

Палеозойская группа

Палеозойская группа представлена каменноугольной системой.

Каменноугольная система

Каменноугольные отложения широко распространены на территории Москвы и Подмосковья, и представлены всеми тремя отделами. Породы верхнего и среднего отделов выходят на поверхность в окрестностях Москвы, а нижнего отдела по берегам реки Оки между Серпуховом и Каширой. В течение каменноугольного периода территория Москвы неоднократно испытывала поднятия и опускания. В результате этого в разрезе толщ наблюдается частая смена различных типов осадков, начиная от морских и кончая континентальными.В районе и на глубинах проходки перегонных тоннелей скважинами был вскрыт средний отдел каменноугольной системы.

Средний отдел

Средний отдел на территории Москвы представлен отложениями Московского яруса. Башкирский ярус отсутствует, в результате перерыва в осадконакоплении, связанного с поднятием земной коры.

Московский ярус представлен Каширским горизонтом.

Каширский горизонт вскрыт на глубине 55м и представлен двумя толщами Воскресенских глин с прослоями мергелей. . Мощность глин изменяется от 1 до 6 м. Глины твердые, слоистой текстуры малоустойчивые. Над толщей Воскресенских глин залегают перхуровские известняки, мощностью 4-6м. Известняки выветренные, средней прочности, трещиноватые, кавернозные, водоносные. Между толщами Воскресенских глин залегают ратмировские известняки с мергелями, мощностью 4-7м. Известняки средней прочности, трещиноватые, водоносные.

Толщу Воскресенских глин подстила известняки Суворовской толщи. Известняки средней прочности, трещиноватые, водоносные.

Мезозойская группа

Мезозойская группа включает в себя отложения Юрского периода. Поднятия земной коры в пределах Русской платфор­мы, происходившие в конце палеозоя - начале мезозоя привели к регрессии средне- и верхне-каменноугольных морских бассейнов и господству континентального режима с глубоким размывом ранее от­ложившихся морских осадков.

Юрская система

Юрская система представлена средним и верхним отделами. К началу среднеюрского времени на территории Москвы сформиро­вался рельеф близкий к современному. Наиболее крупным отрица­тельным элементом поверхности являлось Плавная московская ложби­на. Наступление моря проис­ходило в Москве именно по этой ложбине и ее северным и южным

притокам.

Средний отдел

Отложения среднего отдела сохранились в разровненных эрозионных доюрских впадинах в пределах Главной Московской ложбины и ее притоков. Эти отложения относятся к батскому ярусу. Батский ярус представлен гжелъско-кудиновскими тугоплавкими серыми песчанистыми глинами. Глины слагают линзы мощностью от 10-15 см до 2 м.

Верхний отдел

Верхнеюрские отложения представлены келловейским и оксфордским ярусами. Мелководнее юрское море наступило на территорию Москвы вдольГлавной московской котловины. В середине келловейского яруса про­изошло соединение южного и северного морских бассейнов и в ре­зультате чего холодные воды пришли в Москву, изменив харак­тер морского бассейна. В нижний волжский век началась регрессия юрского моря, которая сопровождалась перемывом и переотложением накопившихся ранее отложений.

Келловейский ярус сложен прибрежно-морскими серыми глинами. Глины отчетливо слоистые включают в себя железистые болиты и ред­кие прослои и линзы песков и песчаников. Мощность яруса составляет от 4 до 8 м.

Оксфордский ярус представлен отложениями черных и серых слюдистых глин с мелкими конкрециями фосфоритов и фауной головоногих моллюсков-аммонитов и белемнитов.

Кайнозойская группа

Кайнозойская группа представлена четвертичной системой. Они в виде чехла перекрывают более древние породы, образуя современные элементы рельефа.

В основании толщи четвертичных отложений залегает метровый слой желтого, мелкозернистого, горизонтально-слоистого песка озерно-ледникового происхождения перекрывающего юрские и каменноугольные породы. Вверх по разрезу наблюдается чередование ленточных песчанистых глин и песков. В самом верху находится двухметровый слой зеленовато-серых, местами ожелезненных и сильно глинистых, тонкозернистых озерно-речных песков. Разрез заканчивается красно-бурыми неслоистыми суглинками, плащеобразно перекрывающими все расположенные ниже породы. Это покровные отложения мощностью от 1,5 до 2 м. Непосредственно на покровных суглинках находится почвенно-растительный слой.

Гидрогеологические условия объекта

Большое влияние на условия строительства метро оказывают гидрогеологические условия. Важнейшими их характеристиками являются: обводненность массива горных пород; его гидрогеологическая структура; взаимосвязь водоносных горизонтов; выдержанность и надежность водоупоров; гидростатические напоры; агрессивность; водопритоки в подземные выработки; возможность прорыва вод и плавунов.

В гидрогеологическом разрезе на интересующей метростроителей глубине встречаются водоносные горизонты. Они сложно взаимосвязаны: в одних случаях между ними существует тесная гидравлическая связь, в других они достаточно разобщены.

При анализе участка строительства были выявлены два основных водоносных горизонта: четвертичный и каменноугольный.

Четвертичный горизонт грунтовых вод распространен на территории города, обрамляя границы долинного комплекса р. Москвы и р. Яузы (рис 1.1.). Водовмещающими породами служат тонко-зернистые, глинистые глауконитывые пески. Горизонт залегает под четвертичными песками. Нижним его водоупором является гляциальный мореный суглинок. Мощность обводненных отложений 10-15м (рис 1.2.).

Рис. 1.1. Карта гидроизогипс четвертичного горизонта грунтовых вод

Рис. 1.2. Основные водоносные горизонты и комплексы

Касимовский водоносный горизонт распространен в северной половине террито­рии г.Москвы (рис 1.3.). Горизонт включает от одного до трех пластов, приуроченных к измайловской, перхуровской и ратмировской толщам. Водоносные пласты разделены глинисто-мергелистыми слоями неверовской и мещеринской толщ. Водовмещающими породами являются известняки, доломиты и доломитизированные мергели. Мощность касимовского водоносного горизонта определяется количеством пластов, его слагающих, и изменяется в пределах 3—6 м (однопластовая система) и до 35—40 м (трехпластовая система). Водоупорной кровлей касимовского водоносного горизонта являют­ся юрские глины, а на севере, на участках распространения гжельского водоносного горизонта, глины и мергели трошковской толщи верхнего карбона. Отсутствие водо­упорной кровли отмечается лишь в долинах доледникового размыва, где на отдельных участках касимовский водоносный горизонт образует с водоносными горизонтами четвертичных отложений единую водоносную толщу. Абсолютные отметки кровли ме­няются от 90 м (на северо-востоке) до 130 м (на юго-западе).

Рис. 1.3. Карта гидроизогипс касимовского водоносного горизонта

Водоносный пласт, приуроченный к измайловской толще, залегает в верхней ча­сти касимовского водоносного горизонта и распространен на значительных площадях в северной половине территории г. Москвы. Мощность пласта составляет 5—6 м. Пласт залегает на глинисто-мергелистых породах мещеринской толщи. Верхним водоупором являются глинистые юрские отложения. На севере территории г. Москвы на участках распространения гжельского водоносного горизонта водоупорной кровлей пласта слу­жат глины и мергели трошковской толщи. Отсутствие водоупорной кровли отмечается лишь в долине доледникового размыва на участке впадения р. Лихоборки в р.Яузу. Аб­солютные отметки кровли пласта изменяются в пределах от 105 до 130 м. Абсолютные отметки пьезометрической поверхности пласта составляют 125—135 м.

Водоносный пласт, приуроченный к перхуровской толще распространен почти повсеместно в северной половине территории. Мощность горизонта составляет 5—7 м. Пласт залегает на глинисто-мергелистых породах Неверовской толщи, мощность ко­торой 4—8 м. На большей части территории в кровле пласта залегают мещеринские глинисто-мергелистые породы мощностью 7—10 м.

В районах, где пласт перхуровской толщи залегает с поверхности верхнекаменноугольных отложений, кровлей его стано­вятся юрские глины за исключением доюрских долин, в пределах которых он контак­тирует с келловей-батским водоносным горизонтом. Максимальные абсолютные от­метки кровли меняются от 90 м до 120 м и более. Пласт является повсеместно напор­ным. Абсолютные отметки пьезометрической поверхности уменьшаются в северо-во­сточном направлении от 125 до 120 м на севере и востоке территории.

Водоносный пласт, приуроченный к ратмировской толще, распространен повсеместно в северной половине территории г.Москвы. В основании пласта залегает гли­нисто-мергелистая Воскресенская толща. На большей части территории в кровле пла­ста залегают глины и мергели Неверовской толщи. В долине доледникового размыва, где в кровле пласта залегают обводненные четвертичные и меловые отложения, он об­разует с ними единый водоносный горизонт. Абсолютные отметки кровли пласта со­ставляют величину порядка 100 м, Абсолютные отметки уровенной поверхности уменьшаются в северо-восточном направлении. В региональном плане происходит увеличение напора над кровлей пласта к северо-востоку от 5—10 м до 25—30 м.

Анализ распределения водопроводимости и коэффициента фильтрации надъюрского горизонта грунтовых вод и касимов­ского водоносного горизонта проведенный на территории строительства показывает, что величины этих параметров незначительны. Для надъюрского горизонта грунтовых вод величинами коэффициента фильтрации составляет от 2 м/сут до 5 м/сут. Для касимовского водоносного горизонта, приуроченного к измайловской толще, этот коэффициент составляет порядка 6-8 м/сут; водопроводимость перхуровской толщи составляет 3-5 м/сут; водоносный горизонт ратмировской толщи имеет коэффициент водопроводимости 0,3-5 м/сут.