На участке расположения Большого Новороссийского тоннеля подземные воды приурочены к четвертичным отложениям (поровые воды) и коренным породам (трещинные). Первые распространены в элювиально-делювиальных суглинках и глинах, обогащенных обломочным материалом. В связи с особенностями распространения рыхлых отложений и их мощности они обводнены преимущественно в северной части тоннеля.

Грунтовые воды разгружаются родниками в северной припортальной выемке, понижениях рельефа и в руслах глубоких логов. Дебиты родников составляют от десятых долей до 2 л/с и целиком зависят от количества атмосферных осадков. При увеличении дебита в дождливое время происходит также помутнение воды и изменение ее температуры, что также подтверждает исключительно атмосферное питание грунтовых вод. В засушливый период большинство родников пересыхает.

Коренные породы, представленные переслаиванием мергелей известковых и глинистых с относительно маломощными прослоями песчаников известковых, вследствие их петрографических особенностей (пелитоморфность, массивность или тонкая слоистость) являются практически водоупорными. Поэтому они водопроницаемые только по трещинам.

Однако несмотря на интенсивную трещиноватость часть трещин заполнена криптокристаллическим и мелкокристаллическим кальцитом, в глинистых мергелях возможна сульфидная минерализация, есть заполнение песчано-глинистым материалом. Поэтому основными коллекторами подземных вод являются зоны тектонического дробления при выходе на поверхность главным образом под маломощный покров четвертичных отложений.

В таких благоприятных условиях трещиноватые породы аккумулируют атмосферные осадки, которые медленно инфильтруются в глубину массива. Всеми предыдущими исследованиями отмечалось отсутствие единого выдержанного водоносного горизонта. В период изысканий 2003г установившийся уровень подземных вод фиксировался на глубинах от 15 до 75м, в то же время в зонах интенсивной трещиноватости разной мощности и на разных глубинах наблюдалось сильное поглощение промывочной жидкости.

В зависимости от атмосферных условий приток в тоннель в период его эксплуатации изменялся в 25 раз – от 6.3 до 150 м³/ч. По данным Тоннелеобследовательской Испытательной станции МПС, водопроявления в тоннеле проявлялись в виде капежа сплошными струями (6 колец обделки) или прерывистыми струями (9 колец) или слабого капежа со свода или отсутствовали (сведения приведены без учета характера водопроявления в камерах заобделочного дренажа).

Все эти обстоятельства подчеркивают исключительно атмосферный временной способ питания трещинных вод.

Количественная оценка водопроницаемости и водообильности пород проводилась экспресс-наливами (скважины 106 и 107) и экспесс-откачкой (скважина 106). Результаты этих исследований приводятся в приложении 3. По данным обработки опытно-фильтрационных работ коренные породы характеризуются весьма низкой проводимостью (0.2-0.45 м²/сут) и коэффициентами фильтрации от 0.003 до 0.012 м/сут, как по наливам, так и по откачке.

По химическому составу вода гидрокарбонатно-сульфатная натриево-кальциевая, кальциево-натриваевая и магниево-кальциевая, с минерализацией 0.3-0.5г/л, водородным показателем от 6.8 до 7.6. К бетону нормальной проницаемости железобетонных конструкций вода неагрессивная согласно СНиП 2.03.11-85* т.5,6. По отношению к арматуре железобетонных конструкций при периодическом смачивании вода слабоагрессивная согласно СНиП 2.03.11-85* т.7. 

 

 

Инженерно-геофизические исследования

 

Геофизические исследования на участке Большого Новороссийского тоннеля выполнялись силами двух организаций ОАО «Ленметрогипротранс» и ООО «Сибгеотех» использующих разные виды, методики и средства геофизических наблюдений. Такой подход позволяет получать более достоверные и надежные данные о состоянии и свойствах горного массива.

Главной целью инженерно-геофизических изысканий являлось изучение инженерно-геологических и гидро-геологических условий состояния горного массива вдоль трассы существующего и проектируемого тоннелей и получение исходных данных для разработки проекта реконструкции Большого Новороссийского тоннеля СКЖД.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- оценить тектоническую нарушенность горного массива в целом и на этой основе дать прогноз местоположения участков повышенной трещиноватости или ослабленных пород вдоль новой трассы тоннеля с использованием, в основном, электрометрических и  электромагнитных методов и, частично, методов радиолокации;

- оценить степень обводненности горного массива в целом и на этой основе дать прогноз местоположения участков повышенной водонасыщенности горных пород или зон повышенных водопритоков вдоль новой трассы тоннеля с использованием, в  основном,  методов радиолокации и, частично, электрометрических методов;

- оценить величины деформативно-прочностных свойств грунтов с использованием методов сейсмоакустики.

 

Для решения вышеотмеченных задач геофизические наблюдения выполнялись как с дневной поверхности, так и из существующего тоннеля.