WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

В результате возникшей серьезной опасности подмыва полотна железной дороги в 1971 г. был предложен ряд рекомендаций Управлению ВСЖД

Рис. 1 Участки интенсивного проявления экзодинамических процессов (южное побережье озера Байкал)

Рис. 2 Участок железной дороги в районе ст. Боярск

по защите берегов оз. Байкал с целью обеспечения нормальной работы железной дороги. Начиная с 1972 г. согласно этой рекомендации, были построены берегоукрепительные сооружения на участке ст. Боярск - разъезд Сухой Ручей (возведены 15 бунов и построена волноотбойная стенка протяженностью более 1,5 км). Следует отметить, что при строительстве сооружений был допущен ряд ошибок, и не приняты надлежащие меры по укреплению берегового уступа. В результате этого произошли новые сползания и оплывания глинисто-суглинистого материала по склону террасы после интенсивных летних и осенних дождей. Применяемые берегозащитные конструкции - подпорные и волноотбойные стены и стены с бермами из блоков Б-1 - являются сооружениями пассивного типа, непосредственно воспринимающими удары волн, под действием которых исключается возможность сохранения пляжа и увеличивается глубина воды перед сооружениями за счет переуглубления дна в зоне мелководья. По состоянию на 2000 г. глубина воды в полосе воздействия волн почти повсеместно достигла 1,5-2,0 м. В таких условиях нельзя быть уверенными в устойчивости стен во время штормов.

В качестве основного природоохранного мероприятия нами рекомендуется до 2010 г. сосредоточить максимум усилий на строительстве искусственных каменистых пляжей - волногасящих берм из несортированной горной массы и камней-негабаритов. Вариант берегозащиты с помощью бетонных конструкций не принесет положительных изменений в существующий береговой ландшафт. Интенсивность разрушения бетона (истирание, зимнее размораживание) будет намного опережать строительные меры, включающие уборку бетонных останцов от разрушенных сооружений и постройку взамен их новых конструкций. При этом работы должны будут выполняться при глубине воды озера от 1,0 до 2,0 м, и экономические затраты будут недопустимо высокие.

Строительство волногасящих берм из горной массы приведет к формированию валунно-крупногалечных пляжей, это в какой-то мере возродит нарушенную экологическую систему мелководья, позволит осуществлять ремонт деформированных сооружений и резко сократит вероятность наступления аварийных ситуаций на железной дороге. Использование местного материала поможет обеспечить создание биопозитивных конструкций, частично восстановить природный береговой ландшафт, и позволит значительно удешевить строительные работы.

Строительными материалами служат бетон, горная масса и каменный материал. Поставщиками бетонных конструкций являются Тальцинский, Тимлюйский и Ангарский заводы ЖБИ. Горная масса и камень заготавливаются на Ангасольском щебеночном заводе и в отдельных случаях на Челутаевском каменном карьере, а также на карьере «Перевал» (г. Слюдянка). Для заготовки валунного материала могут быть использованы аллювиальные отложения рек Слюдянка, Безымянка, Утулик, Мишиха и др.

Набросные сооружения из горной массы «с расчетом на уположение их волнениями в процессе эксплуатации» разрешены строительными нормами, принятыми при проведении гидротехнических работ.

На протяжении все береговой линии южного побережья существуют, так называемые «прижимные» по отношению к оз. Байкал, участки железной дороги, непосредственно подвергающиеся волновому и ледовому воздействию (73,5 км). В зависимости от волновых характеристик были выделены 12 районов волнения, а по геоморфологическим условиям берега - 24 укрупненных объекта берегозащиты. В настоящее время на участках: № 14 (5432-5436 км, перегон ст. Переемная - ст. Мишиха) протяжением 2,5 км; № 16 (5444-5447 км, перегон ст. Переемная - ст. Мишиха) - 3,0 км; № 20 (5470-5472 км, перегон ст. Клюевка - ст. Мысовая) - 2,5 км уже ведутся строительные работы.

3. Транспортная магистраль создавалась в условиях развития весьма опасных природных процессов, в том числе и оползней, влияющих на безопасную эксплуатацию железной дороги. Оценка и прогноз катастрофических оползневых явлений один из основных принципов управления экологическими, экономическими и другими рисками.

Широкому развитию оползневых процессов на южном побережье Байкала благоприятствуют следующие условия:

- климатические, особенно обильные осадки;

- наличие суглинисто-глинистой толщи неогеновых пород, чередующихся с песчаниками, аргиллитами, алевролитами, бурыми углями и имеющих уклон в сторону оз. Байкал;

- наличие системы тектонических трещин, субпараллельных и субперпендикулярных склону;

- значительное превышение водоразделов над днищем долин или же искусственными выемками при крутых и очень крутых склонах.

Наиболее подверженным оползневым процессам является участок, между станциями Танхой-Мысовая (рис. 3), где железная дорога расположена всего лишь в нескольких десятках метрах от береговой полосы, здесь же проходят две линии электропередач (ЛЭП-220, Иркутск-Улан-Удэ; ЛЭП-500, Иркутск-Гусиноозерск). На этом участке расположен один из крупнейших в Восточной Сибири Танхойский оползневый район, в котором особо выделяется Клюевский оползень.

Участок побережья Танхой-Мысовая приурочен к бортовой части Байкальской впадины, представляющей собой Танхойско-Мысовскую возвышенность (100-200 м.). Возвышенность состоит из четырех разных генетических типов рельефа: 1) эрозионно-аккумулятивный и аккумулятивный; 2) абразионно-аккумулятивный; 3) эрозионно-денудационный; 4) флювиогляциально-аккумулятивный.

Геологическое строение на данном участке характеризуется развитием отложений докембрия, палеозоя и кайнозоя. Наибольший интерес представляют неогеновые отложения, которые хорошо прослеживаются вдоль подножия хр. Хамар-Дабан, выполняя отдельные депрессии в породах кристаллического фундамента. Мощность их значительно уменьшается от 400-700 м в районе ст. Танхой до 50 м в районе ст. Клюевка. Одновременно изменяется и механический состав осадков - от существенно глинистых до преимущественно песчанистых разновидностей.

Оценивая неогеновые отложения, как среду зарождения оползней, следует подчеркнуть, что их формирование в активной геодинамической обстановке предопределило высокую плотность неогеновых отложений и увеличивающуюся с глубиной степень литификации. Так, например, среди песков появляются песчаники, среди глинистых разновидностей - аргиллиты, алевролиты. В целом, глины составляют наиболее прочную связь разреза. Они высоко агрегированы, отличаются невысокой пластичностью, преимущественно слабым набуханием, что согласуется с низкой коллоидной активностью, характерной для неогеновых глин с устойчивой консистенцией.

Узкие зоны ослабления их прочности вдоль контакта с водопроницаемыми отложениями не могут вызвать катастрофических смещений в условиях пологого залегания. Очаги повышенного увлажнения глинистых разновидностей приурочены к точкам разгрузки напорных водоносных гори-

ази

Рис. 3 Фрагмент инженерно-геоэкологической карты южного побережья оз. Байкал (Кругобайкальский участок ВСЖД), составлена нами по материалам сотрудников ИЗК СО РАН (Инженерная геология…, 1968)

зонтов более предрасположены к медленной ползучести, чем к катастрофическим проявлениям.

Слабую часть разреза составляют пески, среди которых выделяются ложные и истинные плывуны, подвижность которых реализуется на скло-нах, где в наибольшей степени проявляется действие фильтрационных сил. Оползни чаще всего связаны с пылевато-глинистыми разновидностями песков, внезапные вносы которых возможны при меньших значениях гидродинамических давлений в сравнении с ложными плывунами. Дренирование истинных плывунов практически невозможно, что и объясняет в ряде случаев неэффективность дренажных штольн.

С позиций оползнеобразований важной особенностью неогеновых пород является ритмичное строение, что предопределяет ярусное строение оползней, оказывающих разное влияние на полотно железной дороги.

Оползни развиты как на поверхности озерных террас, так и по долинам рек. Их проявление постоянно создает угрозу движению поездов по Кругобайкальскому участку ВСЖД. Одновременно процесс оползания сопровождается пучинообразованием при промерзании глинистых пород, а также просадками в результате их оттаивания (Шевченко, Колдышева, 1977; Карта…, 1996).

Использование оценки риска в качестве стратегической меры по снижению ущерба получило широкое признание, но, к сожалению, общепринятых методик расчета и опыта их использования и внедрения пока нет. По мнению А.Л. Рагозина (1995), вероятность безотказной работы сооружения в течение заданного срока службы является универсальным показателем надежности.

Под отказом мы понимаем любые негативные последствия, связанные с нарушением нормального функционирования сооружений. Применительно к железной дороге в качестве отказа можно рассматривать вынужденные остановки поездов, ограничение их движения, перенос дороги на новую трассу и т.д. Вероятность негативного события выступает в качестве показателя риска.

Для оценки материального ущерба применяем следующую формулу (Иметхенов, Хандуева, 2004):

,

где St - протяженность побережья, сложенного неогеновыми отложениями, составляет 70 км;

S0 - суммарная протяженность побережья, подвергнутая оползневым явлениям, равняется 6 км;

SH - отрезок железной дороги, периодически подвергаемый оползневым смещениям пород и деформациям. Постоянно получать точные данные очень сложно из-за отсутствия систематических наблюдений за аварийными ситуациями. Так, например, за 1960 год деформировано 520 м полотна железной дороги.

SH / S0 - вероятность поражения любой точки, SH / S0 = 0,52 / 6,0 = 0,087

S0 / St - вероятность опасности или уязвимости, S0 / St = 6/ 70 = 0,086

SH / St - общая уязвимость железной дороги, 0,52 / 70 = 0,0074

Диапазон общей уязвимости колеблется в широких пределах от 0,0074 до 0,643 (за разные годы) и свидетельствует о различной реакции склона на опасность во временном аспекте.

Располагая точными данными, можно оценить материальный ущерб VM (H) для отрезка дороги, пораженного при единичном проявлении опасности:

VM (H) = 0,044 (1960 г.)

О необходимости систематизации аварийных ситуаций свидетельствуют данные по Клюевскому участку (5472 км), где по степени оползневой опасности нами выделено 4 отрезка дороги, различающиеся по характеру влияния оползней на железнодорожное полотно. Имеются данные о деформации железнодорожных путей за 1985 год - 150 м, 1990 год - 25 м и 1993 год - 150 м. Пространственно эти деформации вписываются в границы оползня пластического течения в пределах 170 м. Если эти данные соотнести с протяженностью анализируемого отрезка 1 км, то вероятность опасности (S0 / St) составит 0,15, 0,025 и 0,15 соответственно. Но, в целом Клюевский участок подвержен генетически разнотипным оползням с различной динамикой. Если приведенные по годам деформации отнести только к оползню пластического течения, то вероятность его поражения (SH / S0) составит 0,88; 0,15 и 0,88. Следовательно, вероятность негативного события выступает в качестве показателя риска, и отнесение Клюевского участка железной дороги к особо опасным правомерно.

Применяемая нами формула не совсем достаточна для конкретной оценки риска на других частях рассматриваемого перегона (в данном случае для Клюевского участка), поскольку они периодически осложняются, например, оползнями всплывания. Этот тип оползня подвешен по отношению к полотну железной дороги поверхностью смещения, представляя собой обычно одноактное смещение. Но последствия этого оползня сильно осложнены и с трудом поддается ликвидации, тогда как при оползне пластического течения все деформации устраняются рихтовкой. Следующие деформации могут возникнуть только после ликвидации оползневого блока денудационными процессами. Следовательно, для оценки опасности, создаваемой оползнями всплывания, необходим учет временной координаты. Поскольку величина вероятности (Sn / S0) является критерием безопасности, то для целенаправленной противооползневой защиты требуется определенная постановка работ. Для этого необходимо проводить анализ, систематизацию аварийных ситуаций и оценку риска с учетом генетической разнотипности оползней.

На сегодняшний день, наиболее эффективным методом противооползневой борьбы является метод вертикальных дренажных систем, успешно применяемый на различных участках дороги. Критерием оценки эффективности метода вертикальных дренажных систем является: I) стабильность уровенного режима во внутригодовом и многолетнем разрезе (рис. 4); 2) стабильность оползневого массива; 3) отсутствие деформаций полотна железной дороги.

Достоинством предложенного метода (Васянович и др. 1992) является то, что в основу противооползневых мероприятий положено снижение величины гидродинамического давления как ведущей причины оползневого процесса. Так как метод направлен на предотвращение смещения и обрушения крупных блоков разрыхленной, часто загрязненной органикой и некоторыми токсичными микроэлементами, его применение уже само по себе относится к важным мероприятиям, обеспечивающим экологическую безопасность территории. К тому же при проведении вертикального дренажа оползневых откосов оказывается минимум воздействия на природную среду

Рис. 4 График стабилизации уровенного режима подземных вод в местах прохождения полотна железной дороги (Кругобайкальский участок, 5434-5436 км), по данным буровых работ, проведенных Сосновгеолсервис

ВЫВОДЫ

1. Южное побережье озера характеризуется определенными особенностями природно-климатических условий, способствующих проявлению абразионных, оползневых, селевых и других процессов. Среди этих особенностей можно отметить выпадение большого количества осадков, в частности ливневого характера; особенности ветрового режима; состав горных пород, наличие системы тектонических трещин, субпараллельных и субперпендикулярных склону; значительное превышение водоразделов над днищем, крутизна склонов и др.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»