Ликвидация последствий оползней

Оползни, сели и обвалы

  • Характеристика и классификация чрезвычайных ситуаций
  • Общая характеристика чрезвычайных ситуаций техногенного характера
  • Аварии на радиационно опасных объектах
  • Аварии на химически опасных объектах
  • Общая характеристика чрезвычайных ситуаций природного характера
  • Оползни — это скользящее смещение масс горных пород вниз но склону под влиянием силы тяжести.

    Образуются они в различных породах в результате нарушения их равновесия или ослабления прочности. Вызываются как естественными, так и искусственными (антропогенными) причинами. К естественным относятся: увеличение крутизны склонов, подмыв их оснований морскими и речными водами, сейсмические толчки. Искусственными являются разрушение склонов дорожными выемками, чрезмерным выносом грунта, вырубкой леса, неразумным ведением сельского хозяйства на склонах. Согласно международной статистике, до 80 % современных оползней связано с деятельностью человека. Значительное количество оползней происходит в горах высоте от 1000 до 1700 м (90%).

    Оползни могут происходит ь на всех склонах, начиная с крутизны 19°. Однако на глинистых грунтах они случаются и при крутизне склона 5-7°. Для этого достаточно избыточною увлажнения пород. Сходят они в любое время года, но большей частью в весенне-летний период.

    Классификация оползней

    Классифицируются оползни: по масштабам явления, скорости движения и активности, механизму процесса, мощности и месту образования.

    По масштабам оползни классифицируются на крупные, средние и мелкомасштабные.

    Крупные вызываются, как правило, естественными причинами и образуются вдоль склонов на сотни метров. Их толщина достигает 10-20 и более метров. Оползневое тело часто сохраняет свою монолитность.

    Средние и мелкомасштабные имеют меньшие размеры и характерны для антропогенных процессов.

    Масштаб часто характеризуется вовлеченной в процесс площадью. В этом случае они подразделяются на грандиозные — 400 га и более, очень крупные — 200-400 га, крупные — 100-200 га, средние — 50- 100 га, мелкие — 5-50 га и очень мелкие — до 5 га.

    По скорости движения весьма разнообразны, что видно из табл. 2.3.

    По активности оползни подразделяются на активные и неактивные. Главными факторами здесь являются породы склонов и наличие влаг и. В зависимости от количества влаги они делятся на сухие, слабо влажные, влажные и очень влажные. Например, очень влажные содержат такое количество воды, которая создает условия для жидкого течения.

    По механизму процесса подразделяются: на оползни сдвига, выдавливания, вязкопластические, г идродинамическою выноса, внезапною разжижения. Часто имеют признаки комбинированного механизма.

    По мощности процесса оползни делятся на малые — до 10 тыс. м 3 , средние — от 11 до 100 тыс. м 3 , крупные — от 101 до 1000 тыс. м 3 , очень крупные — свыше 1000 тыс. м- вовлекаемой в процесс массы горных пород.

    По месту образования они подразделяются на горные, подводные, смежные и искусственных земляных сооружений (котлованов, каналов, отвалов пород).

    Оползни наносят существенный ущерб народному хозяйству. Они угрожают движению поездов, автомобильному транспорту, жилым домами другим постройкам. При оползнях интенсивно идет процесс выбывания земель из сельскохозяйственного оборота.

    Таблица 2.3. Характеристика оползней но скорости движения

    Нередко они приводят и к человеческим жертвам. Так, 23 января 1984 г. в результате землетрясения в Гиссарском районе Таджикистана произошел оползень шириной 400 м и длиной 4,5 км. Огромные массы земли накрыли поселок Шарора. Погребенными оказались 50 домов, погибли 207 человек.

    В 1989 г. оползни в Ингушетии привели к разрушениям в 82 населенных пунктах. Оказались поврежденными 2518 домов, 44 школы, 4 детских сада, 60 объектов здравоохранения, культуры, торговли и бытового обслуживания.

    Разновидностью оползней являются снежные лавины. Они представляют собой смесь кристаллов снега и воздуха. Крупные лавины возникают на склонах 26-60°. Они способны наносить большой ущерб, с гибелью людей. Так, 13 июля 1990 г. на пике Ленина на Памире в результате землетрясения сход большой снежной лавины снес лагерь альпинистов, располагавшийся на высоте 5300 м. Погибло 40 человек. Это была самая крупная трагедия отечественного альпинизма.

    Селевой поток

    Сель (селевый поток) — бурный грязевый или грязекаменный поток, состоящий из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек.

    Характеризуется резким подъемом уровня воды, волновым движением, кратковременностью действия (в среднем от одного до грех часов), значительным эрозионно-аккумулятивным разрушительным эффектом.

    Селевые потоки создают угрозу населенным пунктам, железным и автомобильным дорогам и другим сооружениям, находящимся на их пути.

    Непосредственными причинами зарождения селей служат ливни, интенсивное таяние снега, прорыв водоемов, реже землетрясения, извержения вулканов.

    Классификация селей

    Все если по механизму зарождения подразделяются на три типа: эрозионный, прорывной и обвально-оползневый.

    При эрозионном вначале идет насыщение водною потока обломочным материалом за счет смыва и размыва прилегающего грунта, а затем уже формируется селевая волна.

    Прорывной характеризуется интенсивным процессом накопления воды, одновременно размываются горные породы, наступает предел и происходит прорыв водоема (озера, внутриледниковой емкости, водохранилища). Селевая масса устремляется вниз по склону или руслу реки.

    При обвально-оползневом происходит срыв массы водонасыщенных горных пород (включая снег и лед). Насыщенность потока в этом случае близка к максимальной.

    Каждому горному району свойственны свои причины возникновения селей. Например, на Кавказе они происходят главным образом в результате дождей и ливней (85 %).

    В последние годы к естественным причинам формирования селей добавились техногенные факторы, нарушение правил и норм работы горнодобывающих предприятий, взрывы при прокладке дорог и строительстве других сооружений, порубки леса, неправильное ведение сельскохозяйственных работ и нарушение почвенно-растительного покрова.

    При движении сель представляет собой сплошной поток грязи, камней и воды. Крутой передний фронт селевой волны высотой от 5 до 15 м образует «голову» селя. Максимальная высота вала водогрязевого потока иногда достигает 25 м.

    Классификация селей на основе причин возникновения приведена в табл. 2.4.

    В России до 20 % территории находится в селеопасных зонах. Особенно активно селевые потоки формируются в Кабардино-Балкарии, Северной Осетии, Дагестане, в районе Новороссийска, Саяно-Байкальской области, зоне трассы Байкало-Амурской магистрали, на Камчатке в пределах Станового и Верхоянского хребтов. Они также происходят в некоторых районах Приморья, Кольского полуострова и на Урале. Еще в 1966 г. на территории СССР было зарег истрировано более 5 тысяч селевых бассейнов. В настоящее время их количество возросло.

    Таблица 2.4. Классификация селей на основе первопричин возникновения

    Распространение и зарождение

    Ливни, затяжные дожди

    Самый массовый на Земле тип селей образуется в результате размыва склонов и появления оползней

    Происходит в горах Субарктики. Связано со срывом и переувлажнением снежных масс

    Интенсивное таяние снега и льда

    В высокогорных районах. Зарождение связано с прорывом талых ледниковых вод

    В районах действующих вулканов. Самые крупные. Вследствие бурного снеготаяния и прорыва кратерных озер

    В районах высокой сейсмичности. Срыв грунтовых масс со склонов

    Образование озерных плотин

    В высокогорных районах. Разрушение плотин

    7. Антропогенный прямого воздействия

    Скопление техногенных пород. Некачественные земляные плотины

    На участках складирования отвалов. Размыв и сползание техногенных пород. Разрушение плотин

    8. Антропогенный косвенного воздействия

    Нарушение почвенно- растительного покрова

    На участках сведения лесов, лугов. Размыв склонов и русел

    На основе главных факторов возникновения сели классифицируются следующим образом: зонального проявления — главным фактором формирования являются климатические условия (осадки). Носят они зональный характер. Сход происходит систематически. Пути движения относительно постоянны; регионального проявления (главный фактор формирования — геологические процессы). Сход происходит эпизодически, и пути движения непостоянны; антропогенные — это результат хозяйственной деятельности человека. Происходят там, где наибольшая нагрузка на горный ландшафт. Образуются новые селевые бассейны. Сход- эпизодический.

    Классификация по мощности (по перенесенной твердой массе):

  • Мощные (сильной мощности), с выносом более 100 тыс. м 3 материалов. Бывают один раз в 5-10 лет.
  • Средней мощности, с выносом от 10 до 100 тыс. м 3 материалов. Бывают один раз в 2-3 года.
  • Слабой мощности (маломощные), с выносом менее 10 тыс. м 3 материалов. Бывают ежегодно, иногда несколько раз в году.
  • Классификация селевых бассейнов по повторяемости селей характеризует интенсивность развития или его селеактивность. По частоте схода селей можно выделить три группы селевых бассейнов:

  • высокой селевой активности (с повторяемостью один раз в 3-5 лег и чаще);
  • средней селевой активности (с повторяемостью один раз в 6-15 лет);
  • низкой селевой активности (с повторяемостью один раз в 16 лет и реже).
  • Классифицируются сели также и по их воздействию на сооружения:

  • Маломощный — небольшие размывы, частичная забивка отверстий водопропускных сооружений.
  • Среднемощный — сильные размывы, полная забивка отверстий, повреждение и снос бесфундаментных строений.
  • Мощный — большая разрушительная сила, снос мостовых ферм, разрушение опор мостов, каменных строений, дорог.
  • Катастрофический — полное разрушение строений, участков дорог вместе с полотном и сооружениями, погребение сооружений под наносами.
  • Иногда применяется классификация бассейнов по высоте истоков селевых потоков:

  • высокогорные. Истоки лежат выше 2500 м, объем выносов с 1 км 2 составляет 15-25 тыс. м 3 за один сель;
  • среднегорные. Истоки лежат в пределах 1000-2500 м, объем выноса с 1 км 2 составляет 5-15 тыс. м 3 за один сель;
  • низкогорные. Истоки лежат ниже 1000 м, объем выносов с 1 км 2 менее 5 тыс. м 3 за один сель.

Обвалы (горный обвал) — отрыв и катастрофическое падение больших масс горных пород, их опрокидывание, дробление и скатывание на крутых и обрывистых склонах.

Обвалы природного происхождения наблюдаются в горах, на морских берегах и обрывах речных долин. Они происходят в результате ослабления связанности горных пород под воздействием процессов выветривания, подмыва, растворения и действия сил тяжести. Образованию обвалов способствуют: геологическое строение местности, наличие на склонах трещин и зон дробления горных пород. Чаще всего (до 80 %) современные обвалы связаны с антропогенным фактором. Они образуются в основном при неправильном проведении работ, при строительстве и горных разработках.

Обвалы характеризуются мощностью обвального процесса (объемом падения горных масс) и масштабом проявления (вовлечение в процесс площади).

По мощности обвального процесса обвалы подразделяют на крупные (отрыв пород 10 млн м 3 ), средние (до 10 млн м 3 ) и мелкие (отрыв пород менее 10 млн м 3 ).

По масштабу проявления обвалы подразделяются на огромные (100- 200 га), средние (50-100 га), малые (5-50 га) и мелкие (менее 5 га).

Кроме того, обвалы могут характеризоваться типом обрушения, которые определяются крутизной склона скатывания обвальных масс.

Оползни, сели, обвалы наносят большой ущерб народному хозяйству, природной среде, приводят к человеческим жертвам.

Основными поражающими факторами оползней, селей и обвалов являются удары движущихся масс горных пород, а также заваливание и заливание этими массами свободного ранее пространства. В результате происходит разрушение зданий и других сооружений, скрытие толщами пород населенных пунктов, объектов экономики, сельскохозяйственных и лесных угодий, перекрытие русел рек и путепроводов, гибель людей и животных, изменение ландшафта.

Оползни, сели и обвалы па территории РФ имеют место в горных районах Северного Кавказа, Урала, Восточной Сибири, Приморья, острова Сахалин, Курильских островов, Кольского полуострова, а также по берегам крупных рек.

Часто оползни приводят к масштабным катастрофическим последствиям. Так, оползень в Италии в 1963 г. объемом 240 млн м 3 накрыл 5 городов, погубив при этом 3 тыс. человек.

В 1982 г. селевой поток протяженностью 6 км, шириной до 200 м обрушился на поселки Шивея и Аренда Читинской области. В результате были разрушены дома, автомобильные мосты, 28 усадеб, размыты и занесены 500 га посевных площадей, а также погибли люди и сельскохозяйственные животные. Экономический ущерб от этого селя составил около 250 тыс. рублей.

В 1989 г. оползни в Чечено-Инг ушетии повлекли за собой повреждения в 82 населенных пунктах 2518 домов, 44 школ, 4 детских садов, 60 объектов здравоохранения, культуры и бытового обслуживания.

Последствия селей и оползней

Сель — это внезапно формирующийся в руслах горных рек временный поток волы с большим содержанием камней, песка и других твердых материалов. Причина возникновения селя — интенсивные и продолжительные ливни, быстрое таяние снега или ледников. Сель может образоваться и от обрушения в руслах рек большого количества рыхлого грунта.

В отличие от обычных потоков, сель движется, как правило, не непрерывно, а отдельными волнами. Одновременно выносятся сотни тонн, а иногда и миллионы кубических метров вязкой массы. Размеры отдельных валунов и обломков достигают 3-4 м в диаметре. При встрече с препятствиями сель переходит через них, продолжая наращивать свою энергию.

Обладая большой массой и высокой скоростью передвижения, до 15 км/ч, сели разрушают здания, дороги, гидротехнические и другие сооружения, выводят из строя линии связи и электропередачи, уничтожают сады, заливают пахотные земли, приводят к гибели людей и животных. Все это продолжается 1-3 часа. Время от возникновения селя в горах до момента выхода его в предгорье часто исчисляется 20-30 мин.

Для борьбы с селями закрепляют поверхность земли посадками леса, расширяют растительный покров на горных склонах, особенно в местах зарождения селя, периодически пропускают воду с горных водоемов, устраивают противоселевые плотины, дамбы и другие защитные сооружения.

Активное таяние снега понижают, устраивая дымовые завесы с помощью дымовых шашек. Через 15-20 мин после задымления температура приземного слоя воздуха понижается, и сток воды уменьшается наполовину.

Уровень воды, скопившейся в моренах (горных озерах) и селехранилищах, уменьшают с помощью насосных установок. Кроме того, в борьбе с селями широко применяют такие простейшие сооружения, как ваты, канавы и террасы с широким основанием. Вдоль русел рек сооружают защитные и подпорные стенки, полузапруды и дамбы.

Для своевременного принятия мер, организации надежной защиты населения первостепенное значение имеет четко организованная система оповещения и предупреждения. В районах, которым угрожает сель, создается противоселевая служба. В ее задачи входят прогноз селя и информирование населения о времени его появления. При этом заранее предусматриваются маршрут, по которым население эвакуируется в более возвышенные места. Туда же, если позволяет время, угоняется скот и выводится техника.

В случае захвата человека движущимся потоком селя необходимо оказать ему помощь всеми имеющимися средствами. Такими средствами могут быть шесты, канаты или веревки. Выводить спасаемых людей из потока нужно по направлению потока с постепенным приближением к его краю.

Оползень — скользящее смешение земляных масс под действием собственного веса — происходит чаще всего по берегам рек и водоемов и на горных склонах. Объем пород, смещаемых при оползнях, находится в пределах от нескольких сот до многих миллионов и даже миллиардов кубометров. Оползни вызываются различными причинами: подмывом пород водой, ослаблением их прочности вследствие выветривания или переувлажнения осадками и подземными водами, неразумной хозяйственной деятельностью человека и др.

Оползни могут разрушать населенные пункты, уничтожать сельскохозяйственные угодья, создавать опасность при эксплуатации карьеров и добыче полезных ископаемых, повреждать коммуникации, туннели, трубопроводы, телефонные и электрические сети, водохозяйственные сооружения, главным образом плотины. Кроме того, они могут перегородить плотину, образовать завальное озеро и способствовать наводнениям. Таким образом, наносимый ими народнохозяйственный ущерб может быть значительным.

Наиболее действенной защитой от оползней является их предупреждение. Оползень обычно начинается не внезапно. Вначале появляются трещины в грунте, разрывы дорог и береговых укреплений, смещаются здания, сооружения, телеграфные столбы, разрушаются подземные коммуникации. При этом очень важно вовремя заметить эти первые признаки и составить правильный прогноз о дальнейшем развитии оползня. Следует также учитывать, что оползни движутся с максимальной скоростью лишь в начальный период, далее она постепенно снижается.

На оползневых участках организуется постоянное наблюдение за перемещением грунтов, уровнем воды в колодцах, дренажных сооружениях, системах отвода сточных вод, буровых скважинах, реках, водохранилищах, за выпадением и стоком атмосферных осадков. Особенно тщательно такое наблюдение организуется в весенне-осенний периоды, когда больше всего выпадает осадков.

При возникновении оползня необходимо, во-первых, предупредить население, а во-вторых, по мере осложнения обстановки организовать эвакуацию населения в безопасные районы.

В случае разрушения зданий и сооружений в результате селя или оползня проводятся спасательные работы, извлекают из-под завалов пострадавших, помогают людям выйти из опасной зоны.

Защита населения при угрозе и в ходе оползней, селей и обвалов

Население, проживающее в оползне-, селе- и обвалоопасных зонах, должно знать очаги, возможные направления и характеристики этих опасных явлений. На основе данных прогноза до жителей и предприятий заблаговременно доводится информация об опасности относительно выявленных оползневых, селевых, обвальных очагов и возможных зон их действия, о периодах прохождения селевых потоков, а также о порядке подачи сигналов об угрозе возникновения этих явлений. Такое раннее информирование людей о возможных очагах стихийного бедствия снижает воздействие стрессов и паники, которые могут возникнуть в последующем при передаче экстренной информации о непосредственной угрозе этих явлений.

Население этих опасных горных районов обязано проводить мероприятия по укреплению домов и территории, па которой они возведены, а также участвовать в работах по возведению защитных гидротехнических и других защитных от оползней и селей инженерных сооружений.

Первичная информация об угрозе оползней, селей и обвалов поступает с оползневых и селевых станций, партий и постов гидрометеослужбы. Важным является то, чтобы эта информация была доведена но назначению своевременно. Оповещение населения по поводу этих стихийных бедствий проводится установленным порядком посредством сирен, радио и телевидения, а также посредством местных систем оповещения, непосредственно связывающих подразделения гидрометеослужбы с населенными пунктами, размещенными в угрожаемых зоггах.

При угрозе оползня, селя или обвала и при наличии времени организуется заблаговременная эвакуация населения, сельскохозяйственных животных и имущества из угрожающих зон в безопасные места.

Перед уходом из дома или квартиры для заблаговременной эвакуации они приводятся в состояние, способствующее ослаблению поражающих факторов стихийного бедствия, предотвращающее возникновение вторичных факторов и облегчающее впоследствии возможные раскопки и восстановление. Поэтому переносимое имущество со двора или балкона надо убрать в дом, наиболее ценное имущество, которое нельзя взять с собой, укрыть от воздействия влаги и грязи. Двери, окна, вентиляционные и другие отверстия плотно закрываются. Электричество, газ, водопровод выключаются. Легковоспламеняющиеся и ядовитые вещества удаляются из дома и, при возможности, захораниваются в отдаленных ямах или отдельно стоящих погребах. Во всем остальном граждане действуют в соответствии с порядком, установленным для организованной эвакуации.

В случае если заблаговременное предупреждение об опасности отсутствовало и жители были предупреждены об угрозе непосредственно перед наступлением стихийного бедствия или заметили его приближение сами, каждый из них, не заботясь об имуществе, производит экстренный самостоятельный выход в безопасное место. При этом об опасности должны предупреждаться близкие, соседи, все встреченные по ходу люди. Для экстренного выхода необходимо знать пути движения в ближайшие безопасные места. Эти пути определяются и доводятся до населения на основе прогноза наиболее вероятных направлений прихода оползня (селя) к данному населенному пункту (объекту). Естественными безопасными мерами для экстренного выхода являются склоны гор и возвышенностей, не предрасположенные к оползневому процессу или между которыми происходит селеопасное направление. При подъеме на безопасные склоны нельзя использовать долины, ущелья и выемки, поскольку в них могут образовываться побочные русла основного селевого потока. В пути следует оказывать помощь больным, престарелым, инвалидам, детям, ослабшим. Для передвижения по возможности используются личный транспорт, подвижная сельскохозяйственная техника, верховые и вьючные животные.

В случае, когда люди, здания и другие сооружения оказываются на поверхности движущегося оползневого участка, следует, покинув помещения, передвину ться по возможности вверх и, действуя но обстановке, остерегаться при торможении оползня скатывающихся с тыльной его части глыб, камней, обломков конструкций, земляного вала, осыпей. Она может также принять на себя надвиг неподвижных пород. При высокой скорости возможен сильный толчок при остановке оползня. Все представляет большую опасность для находящихся на оползне людей.

После окончания оползня, селя или обвала людям, перед этим спешно покинувшим зону бедствия и переждавшим его в близлежащем безопасном месте, убедившись в отсутствии повторной угрозы, следует в эту зону вернуться в целях розыска и оказания помощи пострадавшим.

www.grandars.ru

Инженерная защита. Оползни

Оползни являются одними из самых распространенных опасных геологических процессов (ОГП), которые несут угрозу людям. По статистике их доля в общем объеме ОГП на территории России составляет 17%.

Оползание грунта чаще всего происходит в рыхлых слабосцементированных породах вследствие того, что крутой и высокий склон по мере подмыва его рекой, водохранилищем, морем теряет свою устойчивость, и значительные горные массы крупными блоками начинают смещаться вниз по склону. Оползневое движение обычно связано с наличием грунтовых вод, переувлажнением обильными осадками, человеческой деятельностью. Непосредственной причиной схода оползней являются провоцирующие факторы (триггеры): землетрясения, ливни, техногенные процессы (прорывы водоводов, вибрация от транспорта, земляные и взрывные работы), резкие перепады давления на фоне обильных осадков. Как правило, исключить спусковое действие триггера невозможно, если геомассив «готов» к оползню. В качестве превентивной меры можно искусственно создать условия, при которых можно спровоцировать сход оползня, заранее проведя эвакуацию и позаботившись о минимизации последствий.

Для прогноза и контроля развития оползней проводят детальные геологические исследования, ведется регистрация движения на склонах между опорными реперами, фиксирование и анализ вибраций любой природы (сейсмических, техногенных и т. п.), отслеживание уровня грунтовых вод и порового давления, геоморфологический анализ фото- и космоснимков. Если угроза признается значительной, то осуществляются специальные противооползневые мероприятия.

Успешное и грамотное осуществление всего комплекса мер по защите от оползневой опасности является важным техническим, экономическим и социальным аспектом строительства и эксплуатации объектов инфраструктуры. Все организационно-технические методы инженерной защиты от оползней можно условно разделить на две группы.

  • сбор статистических данных о проявлениях и последствиях опасных геологических процессов (ОГП), картирование (распределение) рисков по территории;
  • регулирование возможных рисков, ограничение введения в оборот земель с высокими рисками;
  • разработка и корректировка строительных норм и правил на основе анализа и изучения проявления ОГП;
  • развитие методик распознавания угроз, оценка, картирование рисков и уязвимостей на основе мониторинга процессов и состояния сооружений с целью минимизации негативных последствий.
  • изменение рельефа местности, организация стоков, перераспределение и укрепление грунтовых и скальных массивов, изменение русел;
  • строительство регулирующих сооружений;
  • строительство защитных сооружений.
  • И пассивные, и активные методы обычно применяются в комплексе и дополняют друг друга. Только при этом возможно достичь максимальной эффективности в прогнозировании дальнейших событий, в стабилизации и удержании оползневого массива.

    Непосредственной причиной схода оползней являются провоцирующие факторы (триггеры): землетрясения, ливни, техногенные процессы (прорывы водоводов, земляные работы, вибрация от транспорта, взрывные работы), резкие перепады давления на фоне обильных осадков.

    Как правило, исключить спусковое действие триггера невозможно, если геомассив «готов» к оползню. В качестве защиты мы можем только создать условия, при которых триггер сработает, но оползень не произойдет, либо его последствия будут минимальны.

    Это, как правило, целый комплекс мер, направленный на решение задач противооползневой защиты, которые сводятся к следующим:

    1. распознавание и оценка угрозы;
    2. стабилизация оползневого массива;
    3. удержание оползневого массива.

    РАСПОЗНАВАНИЕ И ОЦЕНКА УГРОЗ

    Относится к пассивным методам защиты.

    Распознавание и оценка угроз позволяет оценить ущерб от возможных последствий схода грунтовых масс и определить необходимость мероприятий по их предотвращению.

    Для выявления оползневой опасности на возможно более ранней стадии необходимо провести оценку активности оползня (вычисление коэффициента устойчивости), вычислить объем и траекторию движения грунтовых масс. Для этой цели выполняются инженерно-геологические, инженерно-геодезические, гидрогеологические, гидрологические изыскания, метеонаблюдения, моделирование развития грунтовых процессов, а также мониторинг ОГП.

    При проведении инженерно-геологических изысканий приоритет отдается площадным геофизическим методам исследований с глубиной зондирования до 30 м (сейсмика SUMMIT — томография, электроразведка, георадар). По выявленным аномалиям и опасным участкам производится бурение и отбор проб. При выполнении буровых работ очень важно соблюдать методику отбора керна для лабораторных исследований: следить за сохранением естественной влажности, естественной структуры грунта, изучать свойства грунтов в обводненном состоянии, выполнять сдвиговые испытания на месте. Если при бурении встречены грунтовые воды, выполнять тщательное измерение их уровней подъема и опускания для каждого встреченного водоносного горизонта.

    Мониторинг ОГП предназначен для сбора и анализа информации о состоянии геологической среды территории в полосе воздействия на объекты инфраструктуры. Это позволяет обеспечить безопасность эксплуатации инфраструктуры и проживания населения, находящихся в зонах возможного влияния оползневого процесса, сохранения экологического равновесия природных сред, предусмотренного законодательной и нормативной базой. Очень важной особенностью мониторинга является то, что он позволяет вести параллельные измерения в режиме онлайн по различным измеряемым параметрам, сопоставлять динамику развития одновременно происходящих опасных процессов, оперативно оценивать вероятность активизации ОГП. Данные собираются при помощи оборудования и датчиков, установленных в инклинометрических и гидрогеологических скважинах, экстензометров, сети геодезических реперов и марок, метеорологических станций и других устройств. Результаты измерений поступают в базу данных и отображаются в геоинформационной системе (ГИС).

    Схема сбора и передачи данных от датчиков в ГИС.
    Сбор, обработка и хранение информации происходит на сервере ГИС в пункте управления мониторингом.
    Условно показана схема сбора информации с одного участка мониторинга

    Если вероятность возникновения оползней велика, то необходимо использовать активные методы инженерной защиты. К ним относятся мероприятия по стабилизации и удержанию оползневого массива.

    СТАБИЛИЗАЦИЯ ГРУНТОВОГО МАССИВА

    Относится к активным методам инженерной защиты. Для стабилизации грунтовой массив осушают, уполаживают и/или рассекают на блоки, изменяют свойства грунта.

    Для осушения применяют системы поверхностного стока и глубокого дренирования.

    Организация поверхностного стока: дренажи и отводные канавы

    Основным фактором провоцирования оползня является его переувлажнение. Для предотвращения этого наиболее эффективными являются дренажные сооружения, перекрывающие путь поверхностным и подземным водам к оползневому массиву.

    Для осушения применяют системы поверхностного стока и глубокого дренирования. Поверхностные воды отводятся канавами, подземные — штольнями или горизонтальными скважинами. Несмотря на дороговизну этих мероприятий, затраты на строительство дренажных систем значительно ниже, чем стоимость ликвидации последствий возможной катастрофы.

    Системы дренажа проектируются таким образом, чтобы собрать максимально возможный сток поверхностных вод с площади и отвести его в места возможного сброса или на очистные сооружения.

    При небольших объемах сбора дренажных вод используется однотрубный закрытый дренаж. Для прочистки при заиливании устанавливаются смотровые колодцы на расстоянии не более 40 метров друг от друга. Для дренажа используется перфорированная гофротруба типа Корсис. Перфорация и диаметр труб выбирается в зависимости от условий сбора воды и расчетных объемов принимаемой воды. Канавы заполняются щебнем и бутом.

    Однотрубный закрытый дренаж

    При значительных объемах дренажных вод и больших длинах водосбора используется двухтрубных дренаж. При этом вторая труба используется в качестве транзитной трубы с верхнего участка дренажа и применяется без перфорации.

    Двухтрубный закрытый дренаж

    При применении комбинированного дренажа аналогом транзитных труб являются открытые канавы. При этом исключается необходимость устройства смотровых колодцев и одновременно канавы осуществляют сбор поверхностных вод. Однако этот метод применим в основном для склонов с достаточной крутизной.

    При устройстве дренажей и водоотводных канав рекомендуется применять конструктивные решения, сохраняющие все свойства при совместной деформации дренажа и грунта: использовать геосинтетику и геосетки, тексбент (композитная гибкая гидроизоляция) в качестве донной гидроизоляции лотков и канав, каменное мощение для снижения скорости потока воды и защиты тексбента, гофрированные трубы.

    Одним из наиболее дорогостоящих и сложных методов стабилизации массива является глубокое дренирование. Однако в некоторых случаях этот метод является единственно возможным. Глубокое дренирование разделяется на два типа: горизонтальная дренажная галерея и лучевой дренаж. Оба метода хороши тем, что позволяют охватить большую зону и точно определить водоносные горизонты.

    Суть дренажной галереи состоит в устройстве горной выработки в виде штрека, который огибает оползневой массив в потенциальной плоскости скольжения оползня. Целью является перехват и отвод грунтовых вод через галерею и осушение основного массива оползня.

    Этот метод требует максимально точного определения зоны скольжения при инженерно-геологических исследованиях.

    Дренажная галерея — вид сверху

    Дренажная галерея — разрез

    Метод глубокого лучевого дренажа состоит в устройстве на поверхности склона вертикальной шахты с последовательным закреплением ее стенок по мере заглубления. В местах максимального водопроявления, с учетом наклона водоносных слоев выбуриваются восходящие фильтрующие скважины. Вода по ним попадает на дно шахты, откуда отводится на поверхность склона самотеком через сквозную разгрузочную скважину. Данное сооружение является эффективным, недорогим и простым в содержании. Преимуществом является возможность контролировать процесс дренирования, а при необходимости – добуривать или цементировать скважины.

    Лучевой дренаж — вид сверху

    Лучевой дренаж — разрез

    Можно с уверенностью сказать, что грамотно и профессионально выполненный дренаж тела оползня, как минимум до линии скольжения, является одним из самых эффективных противооползневых мероприятий.

    Уположение и/или рассечение оползневого массива на блоки

    Перераспределение грунтовых масс на оползневом массиве с целью уположения и повышения устойчивости является весьма действенным методом, но требует значительных затрат, и не всегда возможно из-за наличия построек и других наземных объектов. Кроме того, эти действия могут привести к развитию оползня, так как в процессе выполнения работ резко повышается водопоглощающая способность перемещенного грунта, снижается его плотность, связность и угол внутреннего трения. Это состояние может длиться несколько лет, до консолидации массива.

    Оптимальным средством стабилизации оползневого массива в таких случаях является устройство восходящих дренажных прорезей или дренирующих контрфорсов в подошве массива, рассекающих оползневое тело. Эффективность рассечения тем выше, чем выше связность грунта.

    Схема рассекающих прорезей — вид сверху

    Схема рассекающих прорезей — разрез

    Искусственное изменение (модификация) свойств грунта

    В некоторых случаях приходится идти на радикальное изменение свойств опасного грунта, вплоть до его полной замены на привозной грунт с заданными характеристиками. Это дорогой метод, требующий дополнительных затрат на защиту от эрозии, нарезку на склоне террас для техники и последующего их укрепления.

    Для стабилизации массива нередко используются пропитки грунта полимерными (акрил и т.п.), силикатными (жидкое стекло), битумными и другими составами. Метод проблематичен в экологическом плане, требует большого количества скважин малого диаметра, детальной лабораторной подборки пропитывающего состава для конкретных грунтов. Иногда возможен отрицательный эффект за счет перекрытия естественных путей дренирования подземных вод, в результате чего либо вымывается применяемый полимерный состав, либо увеличивается и перераспределяется обводненность массива.

    Грунтовые откосы могут закрепляться геосинетиками. Эти современные материалы изменяют сдвиговые характеристики грунта, формирующего откос, за счет внедрения в грунт специальных тканей, грешеток и сеток). Стабилизирующий эффект дает послойное армирование грунта в откосе. При применении нетканых геотканей типа Дорнит происходит также эффективный вывод влаги из массива на поверхность за счет капиллярного эффекта (фитиль).

    Схема укрепления/стабилизации откоса геоситетиками

    УДЕРЖАНИЕ ОПОЛЗНЕВОГО МАССИВА

    Подпорные стены и габионы

    Еще одном активным методом геозащиты являются подпорные стены — разнообразные инженерные сооружения, выполняющие задачу удержания оползневого массива.

    Габионные конструкции используются при незначительных объемах оползневого тела. Они экономически выгодны при возможности доставки камня с ближайших карьеров. Сооружения сохраняют свои свойства при больших деформациях до разрыва сетки.

    Железобетонные стенки требуют достаточно точной оценки нагрузки, к их основанию предъявляются высокие требования. Для реализации требуется большое количество бетона, что отражается на стоимости конструкции.

    Уголковые стенки с дополнительным креплением анкерами позволяют обойтись меньшими объемами бетона. Устойчивость стен значительно увеличивается за счет их крепления грунтовыми анкерами.

    Уголковые стенки с дополнительным креплением анкерами

    Железобетонные стенки на свайном основании позволяют закрепиться в прочных грунтах на большой глубине. Основной недостаток — высокая стоимость.

    Железобетонная подпорная стенка на свайном основании

    Подпорные стенки на буронабивных сваях имеют преимущество за счет использования второго ряда свай, что резко увеличивает их несущую способность. Отличаются высокой стоимостью и длительным сроком возведения.

    Подпорная стенка на буронабивных сваях

    Практика строительства и эксплуатации подпорных стен позволяет сделать вывод, что железобетонные стенки хорошо работают на свайном основании или в случае опоры на прочное (скальное) основание. На слабых грунтах, подверженных размыву, риски перенапряжения под подошвой довольно велики за счет вымывания опорного грунта и локального возрастания удельного давления на грунт, превышающего его допустимое значение. Жестким конструкциям свойственна пониженная сейсмостойкость по причине распространения сейсмического воздействия в них без поглощения и потерь до наиболее слабого места, которое разрушается в первую очередь.

    Кроме того, слепая вера в прочность железобетона без правильной оценки величины и распределения нагрузок от грунта приводит к серьезным деформациям и разрушениям конструкций, восстановление которых, как правило, дороже строительства новых.

    На слабых основаниях предпочтительнее применять гибкие системы типа габионов или армогрунтовых и комбинированных конструкций.

    Пример армогрунтовой стенки

    В последние 10-15 лет появилась масса новых решений, конструкций и материалов для укрепления откосов при минимальной подрезке склона. Особую роль играют высокопрочные полимерные и металлические сетки и геоткани, обладающие повышенной коррозионной и атмосферной стойкостью. Сама технология их возведения требует значительно меньших подрезок склона, позволяет эффективно пропускать воду, использовать местный грунт.

    Габионы с анкерным полотном (зеленый «Террамеш»)

    Технология Терре Арме. Это комплекс технических и технологических средств и материалов, позволяющих решать широкий круг задач по устройству прислоненных и отдельно стоящих насыпей, террас, дамб, мостовых устоев с использованием армированных грунтовых массивов с легкой внешней облицовочной стенкой из ж/б или металлической решетчатой панели. Важным преимуществом является отсутствие консольных нагрузок, высокая дренирующая способность лицевой стенки, распределение и снижение напряжений по всей высоте грунтового массива.

    Схема устройства подпорной стенки Терре Арме

    Области применения Терре Арме:

    • строительство мостов;
    • строительство автомагистралей и дорог;
    • строительство железных дорог;
    • устройство территории промышленных объектов;
    • возведение водных заграждений и дамб;
    • строительство защитных ограждений;
    • строительство общественных зданий и сооружений;
    • сборные конструкции и сходы;
    • планировочные решения в условиях пересеченной местности и городской застройки.
    • Более подробно об этой технологии можно прочитать здесь>.

      Еще одна интересная технология укрепления склона — система Крайнерванд (Krainerwand, словенская стенка). Это система армирования и стабилизации откосов путем устройства каркаса, внедренного в откосную часть массива. Исторически система впервые была применена в Словении в местечке Крань, отсюда и название. Исходным материалом каркаса были бревна, современные материалы – железобетон и металл.

      Схема устройства стенки Крайнерванд

      Прислоненные террасы для прокладки сетей в низовом откосе (решетчатая металлическая панель, анкерное крепление к склону) позволяют с минимальными затратами закрепить склон, имеют привлекательный внешний вид и имеют минимальные сроки устройства.

      Решетчатая металлическая панель

      Анкерная технология является одной из самых эффективных для закрепления оползневых склонов. Применяется как средство армирования грунтового массива с одновременным притягиванием армируемой структуры к склону, повышая устойчивость грунтового массива.

      На практике в основном применяются буроинъекционные анкеры (производители — ARCO, IRCHEBECK, DIVIDAG), а также забивные анкеры MANTA RAY.

      Механическая стабилизация грунтового массива достигается за счет создания локального сопротивления сдвигу железобетонными стержнями. В результате в грунте образуются участки и повышенными механическими характеристиками, т.е., происходит армирование в объеме.

      Расчет нагельного поля осуществляется за счет подбора диаметра и прочности стержней анкеров, плотности их распределения по склону, глубины заделки, диаметра ствола скважины, а также наклона анкера и усилия преднапряжения.

      Схема устройства анкеров

      Так как анкеры имеют точечное распределение по участку, для обеспечения необходимого среднего давления на грунт и передачи на него усилия анкера, применяются высокопрочные металлические сетки, бетонные и металлические балки, линейные тросы или их комбинации.

      Для повышения эффективности анкеров можно комбинировать диагональные связи из высокопрочных тросов с покровной полимерной или металлической сеткой для механического объединения всех анкеров в единую систему. Можно одновременно применять покровную сетку с минимальной деформационной способностью в направлении основных нагрузок, а для передачи усилий анкера на максимальную площадь грунта использовать железобетонные, металлические или деревянные балки. «Вжимание» покровной сетки и тросов в грунт по оси анкера позволит распределить напряжение в системе «грунт-поверхность-анкер».

      Буроинъекционные анкеры имеют недостаточную эффективность во влажных, песчаных, дресвяных слабосвязанных грунта, когда цементация в теле скважины не дает достаточного сцепления со стенками. Приходится либо забуриваться на большие глубины, либо делать пучок анкеров с малой несущей способностью, объединяя на восприятие точечной нагрузки. Это удорожает работы и не всегда приводит к цели.

      В этих случаях хорошей альтернативой являются самораскрывающиеся анкеры американской фирмы FORESIGHT. Грунтовые анкеры Duckbill, Manta Ray и Stingray – это своеобразные самораскрывающиеся грунтовые «якоря».

      Схема установки анкеров Manta Ray (Sting Ray)

      Они состоят из погружаемых в землю пластин особой формы, способных оказывать сопротивление растягивающим нагрузкам, анкерных тяг и соединительных элементов. После погружения анкеров на заданную глубину забивающий инструмент, именуемый «стальным стержнем», вынимается. Затем анкер раскрывается в грунте (опрокидывается, взводится) из сложенного положения таким образом, что его пластина становится несущей поверхностью (якорем), которая работает как «плита в грунте». При этом он тестируется с помощью анкерного нагрузочного механизма. Этот процесс называется «фиксацией под нагрузкой» и является немедленным испытанием для каждого анкера.

      Анкеры сконструированы для погружения в грунт под любым углом от вертикального до горизонтального. Заостренные направляющие кромки и звездочка в вершине помогают фронтальным частям анкера с малым поперечным сечением пробиться через плотные слои грунта.

      Анкеры Manta Ray (Sting Ray) прекрасно зарекомендовали себя в иловых и песчаных (в том числе, сильнообводненных) грунтах, в перемолотых аргиллитах в районе Красной Поляны.

      Прочность заделки анкера в грунте создается не за счет сил трения цементного стержня и стенок скважины, а за счет сопротивления грунта смятию на значительной глубине. Это позволяет работать в условиях малых глубин установки анкера, располагать их в любом положении для обеспечения осевой нагрузки. Важной особенностью является то, что процесс «взведения» анкера в рабочее положение осуществляется гидравлическим инструментом (домкратом), который измеряет реальное сопротивление на вырывание. То есть, уже в процессе установки известна несущая способность анкера.

      Другие способы укрепления оползневых откосов

      Торкретирование представляет собой струйное нанесение бетонной смеси на поверхность откоса. Как правило, до торкретирования на поверхность склона монтируется арматурная сетка с анкерным креплением к склону. Затем происходит набрызг бетона, в результате чего возникает прочная система «грунт-арматура-бетон», которая противостоит механическим нагрузкам и эрозии.

      Нанесение бетонной смеси при торкетировании

      Ячеистое бетонирование откосов склонов и канав, где в качестве армирующих ячеек используется полимерная георешетка ПРУДОН, которая закрепляется на откосе забивными анкерами. Ячейки георешетки заполняются плотным бетоном, создавая гибкую защитную структуру на поверхности.

      Зонтичные системы INCOFIL, состоящие из фронтального сетчатого экрана с системой стальных траверс, образующих косой «андреевский» крест и центральной тяги, допускающей ограниченные повороты элементов, соединяющей собственно барьер с анкерной системой. Последняя может быть различных типов, в зависимости от требований проекта. Барьерная система дополнена канатными растяжками, соединяющими ее элементы с анкеровкой.

      Изначально INCOFIL были разработаны как системы для задержки снега. Однако их можно применять также и для укрепления оползневых откосов.

      Более подробную информацию о системах инженерной защиты и услугах компании Алькомп-Инжиниринг по проектированию систем инженерной защиты Вы можете получить у наших специалистов, позвонив по телефону: +7 (495) 790-7863 или отправив запрос.

      www.alcomp.ru

    Популярное:

    • Отдел опеки одинцово Органы опеки и попечительства в Одинцовском районе. Управление опеки и попечительства Министерства образования Московской области по Одинцовскому муниципальному району и городскому округу Краснознаменск. Адрес расположения: Московская […]
    • Работа у нотариуса обнинска Бесплатные юридические консультации Юридическая компания «Обнинская студия права» ул. Курчатова, 18а, офис №3 (910) 607-08-88 пн - пт с 10-00 до 18-00, выходные дни - суббота, воскресенье Юридическая клиника Среднерусского […]
    • Опека и попечительство калининского района санкт-петербурга Органы опеки и попечительства Калининский район СПБ Калининский район (7 муниципальных образований) Органы опеки и попечительства МО № 18 "Гражданка" Адрес: 195256 С-Петербург, Науки пр., д.41 Телефон: (812) 535-35-61, 535-42-09 Факс: […]
    • Исковое заявление о расторжении брака в одностороннем порядке образец Уведомление об изменении договора uvedomlenie-dogovor-izmenen Заключение сделки предполагает наличие договоренности сторон об ее условиях, поэтому уведомление об изменении договора в одностороннем порядке встречается нечасто. Ведь […]
    • Как узнать когда положена пенсия Пенсия после 80 лет в России Для улучшения качества жизни людей, достигших преклонного возраста, разработаны различные меры их государственной поддержки. Законодательством Российской Федерации для этой категории лиц предусмотрено оказание […]
    • Прокурор обязательства Можно ли отказаться от отцовства и не платить алименты? Каждый родитель должен обеспечивать своего ребенка материально. Субъективное право несовершеннолетнего ребенка на материальное обеспечение нерушимо. Этот факт регламентируется […]
    • Как оформить развод при наличии несовершеннолетнего ребенка Развод при наличии общих несовершеннолетних детей Если у пары есть дети младше 18-летнего возраста, развестись по упрощенной процедуре за 30 дней (от подачи заявления до регистрации развода и выдачи соответствующего свидетельства) не […]
    • Пенсий по опеке Заявления для назначения выплаты по уходу за нетрудоспособным гражданином Законодательством РФ предусмотрена компенсационная выплата по уходу за нетрудоспособными гражданами, а также за пенсионерами старше 80 лет. К нетрудоспособным […]