Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий и научные подходы их решения 7
1.1. Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий 7
1.2. Научные подходы решения геоэкологических проблем 10
ГЛАВА 2. Природно-техногенные факторы развития опасных процессов на территории г.Томска 15
2.1. Методологические подходы изучения природно-технических факторов развития опасных процессов 15
2.2. Особенности геологического строения территории 18
2.3. Гидрогеологические условия 28
2.4. Геоморфологические особенности территории 34
2.5. Климатические условия и гидрологические условия 39
2.6. Инженерно-геологические особенности территории г.Томска 47
2.7. Техногенные факторы развития опасных процессов 57
ГЛАВА 3. Закономерности развития опасных процессов на территории города Томска 59
3.1. Общая классификация природных опасностей 59
3.2. Особенности методики изучения опасных процессов 68
3.3. Оползневые процессы в Лагерном саду г.Томска 78
3.3.1. Характеристика оползневых процессов 78
3.3.2. Оценка эффективности противооползневых мероприятий 91
3.4. Оползневые процессы в мкр. «Солнечный» 95
3.4.2.0собенности деформирования гаражей и подпорной стенки 100
3.5. Причины нарушения устойчивости склона 102
3.6. Особенности деформирования склона и гаражей по ул.Бирюкова 108
3.7. Развитие опасных процессов в других микрорайонах города Томска 112
ГЛАВА 4. Влияние оползневых процессов на состояние геологической среды и устойчивость природно-технических систем 133
4.1. Оценка состояния геологической среды 133
4.1.1 Методы оценки состояния геологической среды 133
4.1.2 Оценки устойчивости склонов в мкр. «Солнечный» 137
4.1.3. Оценки устойчивости склонов Воскресенской горы 155
4.1.4. Расчеты устойчивости склона на участке ул.Макушина, 14-а 165
4.1.5 Оценка состояния оползневого склона в Лагерном саду г.Томска 179
4.2. Оценка устойчивости природно-технических систем 186
4.3. Зонирование территории г.Томска по степени
опасности для городской застройки 189
ГЛАВА 5. Практическое использование результатов исследований 195
Заключение 205
Список использованной литературы 209
- Научные подходы решения геоэкологических проблем
- Особенности геологического строения территории
- Общая классификация природных опасностей
- Оценки устойчивости склонов в мкр. «Солнечный»
Введение к работе
В последние годы на территории г.Томска активно развиваются опасные природные и техно-природные процессы, представляющие реальную угрозу не только зданиям и сооружениям, но и самой жизни людей. На их развитие наряду с природно-юшматическими условиями, большое влияние оказывают техногенные факторы, которые привели к активизации опасных процессов. Немаловажное значение имеет уплотненная застройка городской территории, которая до последнего времени велась без учета развития опасных процессов. Все это приводит к нарушению динамического равновесия в эксплуатации ігриродно-технических систем и возникновению чрезвычайных ситуаций. В связи с этим выявление закономерностей развития опасных процессов и оценка устойчивости природно-технических систем имеет исключительно актуальное значение.
Целью диссертационной- работы является выявление закономерностей развития опасных природных и техно-природных процессов на территории г.Томска и оценка их влияния на устойчивость природно-технических систем.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
1. Выполнить комплексные геоэкологические исследования и выявить основные закономерности развития опасных процессов на территории г.Томска.
2. Оценить состояние геологической среды в пределах городской территории.
3. Выявить уровень инженерной защиты территории и оценить устойчивость природно-технических систем.
4. Дать оценку степени опасности и уровня риска при застройке - как основы зонирования территории г.Томска.
5. Разработать рекомендации по инженерной защите территории;
б. Разработать рекомендации по организации мониторинга на территории г.Томска.
Научная новизна.
Научная новизна состоит в том, что впервые для рассматриваемой территории установлены закономерности развития опасных процессов, выявлено их влияние на состояние и устойчивость природно-технических систем и разработаны рекомендации по инженерной защите территории. Практическая значимость исследований состоит в том, что полученные результаты широко используются при корректировке генерального плана застройки г.Томска, разработке проектов инженерной защиты территории в зонах повышенного риска и организации мониторинга природно-технических систем.
Защищаемые положения.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Комплексный подход к изучению опасных процессов и оценке устойчивости природно-технических систем.
2. Выявленные закономерности развития опасных техно-природных процессов на территории г.Томска.
3. Результаты оценки состояния и устойчивости природно-технических систем.
4. Зонирование территории г.Томска по степени опасности и уровню риска для городской застройки.
5. Мероприятия по инженерной защите территории г.Томска от опасных природных техно-природных процессов.
Практическая значимость работы.
Выполненные исследования имеют исключительно . важное практическое значение, а их результаты используются при решении следующих градостроительных задач:
корректировке генерального плана застройки территории г.Томска;
разработке генеральной схемы инженерной защиты территории г.Томска от опасных процессов;
- . разработке проектов инженерной защиты городской территории;
- обосновании методики инженерно-геологических изысканий в сложных инженерно-геологических условиях;
- выделении земель под застройку. Апробация работы.
Результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на Международной конференции «Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий (г.Томск, 1994), Международной конференции «Сергеевский чтения» (г.Москва, 2001,2002); Международном симпозиуме . (г.Екатеринбург, 2001), Международной конференции «Техногенная трансформация геологической среды» .Екатеринбург, 2002), Научно-технической конференции «Архитектура и строительство» (г.Томск, 2002), Международной конференции по геотехнике, посвященной 300-летию Санкт-Петербургу (Санкт-Петербург, 2003).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 8 работ и 1 работа (монография) находится в печати.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из трех частей: общей характеристики, содержания работы и заключения. Она содержит 131 страниц текста, рисунков 41 , 43 таблиц. Список литературы включает 130 наименований.
Диссертация выполнена на кафедре инженерной геологии и геоэкологии Томского государственного архитектурно-строительного университета.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору, академику МАН ВШ В.Е.Ольховатенко, всем сотрудникам и преподавателям кафедры.
Научные подходы решения геоэкологических проблем
Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий приобретают в настоящее время глобальный характер. Это прежде всего связано с урбанизацией городов и все возрастающей техногенной нагрузкой на геологическую среду, что приводит к активизации опасных природных и техноприродных процессов. В настоящее время воздействию опасных "процессов на территории России подвержено 135 городов, а экономический ущерб за последние 15 лет составляет 23 млр.рублей.
В пределах городских агломераций наиболее широкое распространение получили такие опасные процессы как оползни, подтопление территорий, карстовые и суффозионные процессы (63). В районах Крайнего Севера первостепенное значение имеют мерзлотные геологические процессы и явления (83). Геоэкологическими проблемами урбанизированных территорий посвящены многочисленные исследования отечественных и зарубежных авторов, результаты которых опубликованы в трудах международных конференций (57,66,68,69). Значительный вклад в становление и развитие геоэкологии внес академик В.И.Осипов. По определению В.И.Осипова (64) «Геоэкология - междисциплинарная: наука, изучающая неживое (абиотическое) вещество геосферных оболочек Земли, как компонент окружающей среды и минеральную основу биосферы. Объектом геоэкологии является неживое (костное и биокостное) вещество иосферных оболочек Земли (верхней части литосферы, недосферы, атмосферы, гидросферы). Геооболочки при этом рассматриваются В.И.Осиповым как часть окружающей среды, определяющей развитие биосферы. Предметом геоэкологии следует считать всю сумму знаний о геосферных оболочках и их изменениях под влиянием природных и техноприродных факторов как многокомпонентных, иерархично построенных динамичных системах с многоступенчатыми процессами саморегулирования» (5). К приоритетных направлениям в области геоэкологии В.И.Осипов относит: 1. Анализ изменения геосферы под влиянием природных и техноприродных факторов и разработка путей изменения этих изменений. 2. Рациональное использование водных, земельных, минеральных и энергетических ресурсов Земли. 3. Природные и природно-техногенные процессы и явления в геосферах и их экологические последствия. Теоретические аспекты геоэкологии и экологической геологии освещаются в работах В.И.Осипова, В.Т.Трофимова, А.Д.Потапова, Д.Г.Зшшнга, Г.А.Голодковской, В.А.Королева, Р.Э.Дагпко, В.Е.Ольховатенко и других (15,57,66,75,76,112,130). По определению В.Т.Трофимова (114,115,116) «Под экологической геологией понимается новое направление в геологии, изучающее приповерхностную часть литосферы (верхние горизонты земной коры), как один из основных абиотических компонентов экосистем высокого уровня организации. А точнее ее содержание можно определить как геологическое направление, изучающее экологические функции литосферы, закономерности их формирования и изменения, и прежде всего, в связи с ЖИЗ-НЬЮ и деятельностью человека». Объектами исследования экологической геологии является приповерхностная часть литосферы, а предметом -знание об экологических функциях приповерхностной части литосферы. Региональные геоэкологические проблемы урбанизированных территорий рассматриваются в работах В.И.Осипова, А.Д.Потапова, Р.Э.Дашко, Т.Г.Рященко, Т.И.Подгорной, О.Н.Грязнова, С.Т.Дубейковского, В.Г.Зотеева, Ю.И.Ярового и других (17,19,77,91,92,128). Применительно к условиям г.Москвы институтом Геоэкологии РАН под руководством академика В.И.Осипова выполнены комплексные исследования, позволяющие составить серию карт, характеризующих состояние окружающей, в том числе геологической среды. Анализ геоэкологического состояния подземного пространства и инженерно-геологические особенности Санкт-Петербурга освещаются в работах Дашко Р.Э. и других авторов (19,130). Инженерно-геологические особенности освоения подземного пространства города Екатеринбурга достаточно детально рассмотрены в работах Булдакова А.В., Дубейковского С.Г., Ярового Ю.И. и других (17,128). Вопросам районирования урбанизированных территорий по степени уязвимости геологической среды посвящены исследования Г.Л.Коффа, а оценке геологических рисков на урбанизированных территориях А.Л.Рагозина (31,32,87). Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий Восточной Сибири детально рассмотрены в работах Рященко Т.Г. Акуловой В.В., Литвина В.М. и других. Неоценимый вклад в изучение и оценку геоэкологических условий Дальнего Востока внесла Т.И.Подгорная, которой достаточно подробно изучены опасные геологические процессы как источники чрезвычайных ситуаций на территории Дальнего Востока (70,71). Немаловажную роль в развитие геоэкологического направления сыграли исследования В.Е.Ольховатенко (50,51,52,54,55,56). Под его руководством и при непосредственном участии выполнены комплексные геоэкологические исследования на территории г.Томска и Томской области, позволившие выявить закономерности развития опасных процессов, оценить степень их опасности и уровень риска для городской застройки и произвести зонирование территории г.Томска по степени опасности и уровню риска. В.Е.Ольховатенко являлся инициатором проведения в 1999 году Международной конференции «Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий» (57). Им разработана концепция подготовки специалистов по инженерной защите урбанизированных территорий для строительной отрасли, которая воплощена в жизнь в Томском государственном архитектурно-строительном университете. Анализ работ в области геоэкологии показывает, что в настоящее время используются различные подходы при решении геоэкологических проблем урбанизированных территорий. В большинстве случаев они основаны на оценке состояния и устойчивости геологической среды. В других случаях оценивается техническое состояние зданий и сооружений, а также даются рекомендации по усилению конструкций и фундаментов, зданий и сооружений.
Особенности геологического строения территории
В тектоническом отношении территория г.Томска расположена на сочленении Колывань-Томской складчатой зоны и юго-восточной части Западно-Сибирской плиты. Городская территория находится на юго западной окраине Притомской глыбы, надвинутой на верхнепермские отложения Кузбасса.
В пределах города и его окраин вся толща подразделяется на два структурных этажа. Нижний структурный этаж сложен сложнодислоцированными глинистыми сланцами карбонового возраста, рассеченными на отдельных участках дайками основного состава юрского возраста. Верхний ярус представлен рыхлыми песчано-глинистыми отложениями палеоген-неогенового и четвертичного возрастов.
Карбоновые отложения представлены глинистыми сланцами, алевролитами и песчаниками, смятыми в линейно вытянутые складки и рассеченными тектоническими нарушениями. По возрасту нижний этаж относится к герцинидам Колывань-Томской складчатой зоны. По данным исследований М.П.Нагорского, Колывань-Томская складчатая зона представлена восточным крылом крупного синклинория, который под углом 20-30 погружается в западном направлении - в сторону Западно-Сибирской плиты. Складчатые структуры Колывань-Томской зоны собраны в узкие, линейно вытянутые в субмеридиальном направлении складки, оси которых испытали слабые поперечные прогибания, достигающие 2-5. Для складок характерно асимметричное строение с крутопадающими (60-80) западными и полого падающими (40-50) восточными крыльями. Антиклинальные складки более сжаты и заострены, чем синклинальные, которые в своих замках приближаются к сундучному типу. Для пород характерна интенсивная рассланцовка, плоскости которой совпадают с простиранием складчатых структур и имеют крутое (70-80) юго-восточное падение.
Крупные складки осложнены более мелкими штикативными структурами, оси которых имеют волнистое строение. Складчатые структуры осложнены дизъюнктивными нарушениями субмерєднального и субширотного простирания. Субмеридиальные нарушения проходят по руслу р.Томи и параллельно ему, образуя крупные разломы надвигового
характера (Томский надвиг). Для них характерно проявление интенсивной рассланцовки пород, кливажа, зон дробления, смятия и брекчирования пород. Тектонические нарушения часто имеют отполированные поверхности и зеркала скольжения. По зонам дробления часто развиваются жилы кварц-кальцитового состава. Тектонические нарушения субширотного направления по отношению к Томскому разлому являются нарушениями второго порядка (рис.2Л.). Они поперечно ориентированы к складчатым структурам и с ними связаны русла рек Ушайки, Басандайки, Малой и Большой Киргизок, Тугояковки и других правых притоков. Тектонические нарушения оперяющие разрывы второго порядка относятся к третьему порядку. С ними связаны притоки рек Ушайки, Киргизки, Басандайки и оси крупных оврагов. Наличие тектонических нарушений первого, второго и третьего порядков, как показано на схеме Г .Г .Щербака (рис.2.2.), обусловило блочное строение территории г.Томска.
В пределах города выделено два основных блока: северный и южный. Границами северного блока служат тектонические нарушения по руслам рек м.Киргизка, Томь и Ушайка. Границами южного блока являются разломы по долинам рек Ушайки, Томи и Басандайки (рис.2.2). Тектонические блоки имеют пологий наклон в северном направлении.
Верхний структурный этаж сложен рыхлыми, слабо литифицированными песчано-глинистыми грунтами палеоген-неонового возраста, перекрытыми повсеместно четвертичными образованиями. Эти отложения с резким угловым и стратиграфическим несогласием перекрывают дислоцированные отложения палеозоя. Проявление тектонических процессов в средне-верхнечетвертичное время на их состояние и условия залегания практически не сказались.
В стратиграфическом отношении в пределах городской территории выделяют отложения палеозойской, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем, что отображено на геологической карте, составленной Г.Г.Щербаком и Л.Н.Ткаченко, 1969 (рис.2.3.). Палеозойская система представлена сложнодислоцированными глинистыми сланцами, алевролитами и песчаниками карбонового возраста, включающими лагерно-садскую (Qlqc) и басандайскую (Cibs) свиты. Отложения палеозойской системы образуют фундамент Сибирской плиты и Колывань-Томской складчатой зоны. Они имеют выходы на дневную поверхность в пределах рек Томи, Ушайки, Басандайки и др. На отдельных участках они рассечены дайками диабазов и порфиритов. Возраст лайковых пород определен как юрский.
Меловая система на территории города представлена верхним отделом, включающим синоманский и туронский ярусы. Эти отложения выявлены в пределах северо-западной части города в районе Черемошников. Они вскрыты единичными скважинами на участке резкого погружения палеозойского фундамента под рыхлые отложения Западно-Сибирской плиты. Стратиграфически они относятся к симоновской (Kismn) свите. Поверхность свиты ровная со слабым наклоном на северо-запад. Абсолютные отметки кровли изменяются в пределах +6 +8 м., а ее подошвы -7 м. Мощность свиты составляет 13-15 м. Цитологический состав свиты представлен континентальными отложениями озерно-аллювиальных равнин, которые включают, главным образом, мелкие светло-серые пылеватые пески и супеси. Пески скреплены слабым глинистым, преимущественно гидрослюдистым цементом. Для них характерна грубая слоистость, обусловленная сменой фацнальной обстановки и отложениями более грубозернистых разностей. Пески имеют зеленоватый оттенок. Среди песков отмечаются прослои, пласты и линзы глин и суглинков, имеющих серую, светло-серую и зеленовато-серую окраску. Эти отложения перекрываются образованиями люленворской (Р11) свиты.
Общая классификация природных опасностей
Водообильность отложений неравномерная и зависит от их гранулометрического состава и промытости. Коэффициенты фильтрации для пылеватых песков изменяются от 1,0 до 1,5 м/сут, для мелких и средних промытых песков от 3 до 5 м/сут и для гравийно-галесниковых отложений от 8 до 15 м/сут. По данным откачек выполненным для палеогеновых водоносных горизонтов в микрорайоне «Солнечный», Лагерном саду и ул.Б .Подгорной удельные дебиты изменяются от 0,2 до 0,8 л/с. В районе Черемошников эксплуатационные скважины имеют дебиты от 4-6 до 26 л/с при понргжении уровня 8,3 м (К.И.Кузеванов, 1998). По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные калыгиево-магниевые с минерализацией до 0,5 г/л.
Подземные воды неогеновых отложений кочковской свиты образуют один водоносный горизонт, который приурочен к пылеватым и гравелистым пескам и супесям. Данный водоносный горизонт пользуется широким распространением на территории города в пределах склона Томь-Яйского водораздела в южном и северном округах. Подземные воды порового типа, безнапорные. Напорный характер подземные воды приобретают в случае появления перекрьшаюгцих водоносный горизонт глинистых пород на участках уменьшения его мощности. В целом, водоносный горизонт достаточно выдержан по площади. Его мощность в среднем составляет 8-12 м, увеличиваясь иногда до 20-25 м (К.И.Кузеванов, 1998). Гидравлические градиенты изменяются от 0,005 в водораздельной части до 0,1 в зоне разгрузки. Глубина залегания уровня водоносного горизонта составляет в среднем 22-25 м. По данным Томскгеолкома водообильность отложений кочковской свиты меняется в широких пределах от 0,013 до 7,8 л/с при понижениях уровня от 4,4 до 7,6 м. Коэффициенты фильтрации для супесей колеблются от 0,2 до 0,6 м/сут, пылеватых песков - от 0,6 до 1,2 м/сут и гравелистых песков до 5-8 м/сут. Подземные воды разгружаются в пределах глубоких оврагов и по берегам рек Томи. У шайки и М.Киргизки. Дебиты источников изменяются от 0,3 до 0,5 л/с. По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые, с минерализацией до 0,36 г/л.
Подземные воды четвертичных отложений пользуются широким развитием в отложениях тайгинской свиты и аллювиальных отложениях речных террас р.Ушайки и высокой поймы р.Томи.
Подземные воды, приуроченные к отложениям тайгинской свиты развиты в пределах водораздельной части городской территории (Иркутский тракт, Академгородок). Подземные воды приурочены к супесям, прослоям песков и суглинков текучей и текучепластичной консистенции. По своему характеру они относятся к поровому типу и являются безнапорными. Коэффициенты фильтрации характеризуются низкими значениями и колеблются от 0,0001 м/сут для глинистых пород, до 0,2-0,6 м для супесей и пылеватых песков. Породы отличаются слабой водоотдачей. По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные, кальциево-магниевые.
Подземные воды второй надпойменной террасы р.Ушайки пользуются небольшим распространением на территории города. В пределах центральной части города они занимают участки склона речной долины от университетской рощи и главпочтамта до золоотвала. В основании разреза второй террасы залегают гравелистые пески и гравийные образования мощностью от 0,5 до 1,5 м, которые вверх по разрезу, сменяются супесями и иловатым суглинком.
Подстилающими породами служат глины коры выветривания глинистых сланцев и щебень этих пород. Подземные воды безнапорные. Питание их осуществляется за счет разгрузки водоносных горизонтов склона Томь-Яйского водораздела и атмосферных осадков, в ряде случаев - за счет утечек из водонесущих коммуникаций. На участке ул.Белинского - Карташова при бурении инженерно-геологических скважин зафиксированы выбросы метана. На отдельных участках отмечается разгрузка подземных вод в виде пластовых выходов и источников сосредоточенного типа (ул.Советская, ул.Герцена, ул.Алтайская и др.). Подземные воды первой надпойменной террасы р.Ушайки также пользуются незначительным распространением вдоль ее русла от пл.Батенькова и далее вверх по течению по правому и левому берегу. Отложения первой террасы представлены иловатыми суглинками, супесями, иловатыми песками, среднезернистыми и гравелистыми песками, которые сверху перекрыты насыпными грунтами мощностью от 1,7 до 4,0 м. Уровни подземных вод фиксируются на отметках 73-79 м. Подземные воды приурочены к слою средних и гравелистых песков, залегающих в нижней части разреза в интервале от 7 до 12,5 м. Вверх по течению, в районе д.Хромовки выходят на поверхность земли, что отмечается по заболоченности данной территории и наличию мелких озер. Подземные воды гидрокарбонатные калыгиево-магниевые. Они имеют тесную гидравлическую связь с уровнем воды в реке Ушайке и характеризуются паводковым режимом подъема уровней. Подземные воды высокой поймы р.Томи определяются ее положением вдоль русла реки и подошвой склона Томь-Яйского водораздела. Мощность отложений высокой поймы увеличивается в направлении от Коммунального моста до Черемошников за счет гравийно-галечниковых отложений и погружения палеозойского фундамента. Цитологический состав отложений высокой поймы снизу вверх представлен гравийно-галечниковыми отложениями, песками, супесями, торфами, которые на отдельных участках сменяются глинами (Московский тракт, 4). В зависимости от состава пород и условий их залегания глубина залегания уровней подземных вод в меженный период колеблется от 7 до 13 м. Подземные воды приурочены к гравийно-галечниковым отложениям, пескам и супесям. Абсолютная отметка уровня подземных вод колеблется от 70 до 73 м, увеличиваясь в закраинах, в зоне разгрузки палеогеновых водоносных горизонтов до 80-82 м. Подземные воды имеют тесную
гидравлическую связь с рекой. Во время паводков они приобретают напорный характер, величина которого составляет 6-7 м. Минимальные значения коэффициентов фильтрации водовмегдающих пород 1-2 м/сут, максимальные до 70-80 м/сут, при средних значениях для гравийно-галечниковых отложений 20-30- м/сут. По химическому составу воды гидрокарбонатные калыгаево-натриевые с минерализацией от 0,19 до 0,6 г/л. Удельные дебиты скважин изменяются от 0,19 до 6,9 л/с.
Оценки устойчивости склонов в мкр. «Солнечный»
В процессе последующего оползания грунтового массива к подножию склона были перекрыты все выходы подземных вод на дневную поверхность. Фильтрация из основного водоносного горизонта оказалась затрудненной, что привело к подпору грунтового массива подземными водами в нижних частях склона. Это в свою очередь явилось причиной для "дальнейшего развития оползневого процесса. Именно таким нам представляется механизм формирования древних (первичных) оползней.
Вторая группа причин, повлиявших на формирование, в основном, вторичных оползней является по своей природе техногенной. К техногенным факторам активизации оползневого процесса в микрорайоне «Солнечный» относится: - строительство 2-х 10-ти этажных домов (торцевых блок-секций) № 89 и № 91 и пригрузка неустойчивого склона; строительство гаражей на оползневом теле в непосредственной близости от дома № 89; устройство котлована в северо-западной части плато, устройство котлована и забивка свай для строительства объектов в непосредственной близости от дома № 91 с северо-восточной стороны, утечки из водонесущих коммуникаций, отсутствие организованного стока поверхностных вод, плохая работа дренажной и канализационной систем для сброса поверхностных и канализационной вод, отсутствие планировки и отмостков вокруг жилых домов.
Строительство жилых домов привело к увеличению пригрузкй на склон, что в свою очередь явилось причиной изменения напряженно-деформированного состояния грунтового массива, нарушения устойчивости склона и развития оползневого процесса. Большое отрицательное влияние также оказало техногенное обводнение грунтового массива в результате значительных утечек воды из водонесущих коммуникаций. По данным исследований. Приведенным в главе 3 настоящего отчета утечки составляют 473,1 л/ч и 987,8 л/ч, соответственно для жилых домов № 89 и № 91. Существенный вклад в обводнение грунтового массива вносят поверхностные дождевые и талые воды. О значительном обводнении грунтового массива свидетельствует повсеместные выходы на склоне техногенных вод в виде источников. Учитывая затрудненную фильтрацию техногенных вод значительная их часть распределяется в грунтовом суглинисто-супесчаном массиве, что приводи к повышению уровней воды и увеличению порового давления в грунтовом массиве; чему не в меньшей мере способствовало уплотнение грунтов под влиянием массы построенных здесь объектов. Совместное действие гидродинамического и порового давления воды в результате техногенного обводнения грунтов явилось одной из главных причин развития оползневого процесса.
Немаловажное значение сыграло и строительство гаражей на оползневом теле. Учитывая, что строительство велось на свайных фундаментах с забивкой свай длиной 8-10 м уже на стадии устройства фундаментов произошло резкое снижение устойчивости склона под влиянием динамических нагрузок, передаваемых на склон при забивке свай. Забивка свай послужила одной из главных причин нарушения дренажной системы, отклонения уложенных для этих целей труб от своих проектных отметок, деформирования коллекторов и водосборных колодцев. Вместо движения по трудам вода стала поступать в грунтовый массив и замачивать его. Одновременно забивка свай при строительстве домов и гаражей привела к появлению барражного эффекта, что не в малой степени способствовало дополнительному обводнению грунтового массива. Уменьшить роль техногенного фактора можно было путем исключения строительства на этой территории жилых домов, гаражей, других объектов или выполнять это строительство после проведения предварительной инженерной подготовки территории. Мероприятия по инженерной подготовке территории не были разработаны и внедрены при ее освоении.Обследование оползневого склона в этом районе выполнено нами с целью применения метода аналогий для сравнения динамики оползневого процесса на данном участке с процессами, протекающими в микрорайоне «Солнечный». Эти два участка характеризуются довольно близким геологическим строением, литологическим составом грунтов, их состоянием и гидрогеологическими особенностями. В геологическом строении этого участка, как и на территории «Солнечного» принимают участие палеогеновые, неогеновые и современные четвертичные отложения. Основной водоносный горизонт приурочен к пескам палеогенового возраста, а также к супесям неогенового возраста, расположенным выше по разделу. У подножия склона и на уровне разрушенных гаражей повсеместно наблюдаются выходы подземных вод. Отличительной особенностью склона являются довольно крутые углы откосов (более 20-25). На момент обследования (июль-октябрь 1995 г.) оползневый склон представлял хорошую действующую модель оползневого процесса. Оползнем поражен практически весь склон на всю его длину. Причем на склоне хорошо выражены и отчетливо прослеживаются трещины отрыва и поверхности скольжения. Свидетельством быстрого развития процесса являются значительные т перемещения отдельных блоков в периоды интенсивного выпадения осадков (более 10-15 см). В результате проявления оползневого процесса значительное количество гаражей было разрушено, другие находятся в стадии деформирования и разрушения (фото 3.15). На месте разрушенных гаражей в верхней и средней частях склона накапливается значительное количество воды,( которое постоянно пополняется за счет атмосферных осадков, талых вод в весенний период и источников подземных вод. Это приводит к замачиванию грунтового массива на склоне, потере прочности грунтов и устойчивости склона.
Похожие диссертации на Закономерности развития опасных природных и техно-природных процессов на территории города Томска и их влияние на устойчивость природно-технических систем
