ПОСОБИЕ-ЧАСТЬ 1,2 2014 июнь

Изучение оползневых процессов осуществляется широким комплексом методов, которые постоянно совершенствуются и дополняются новыми научными разработками. Конечным продуктом всех методов прогнозирования оползневых процессов является составление схемы инженерно-геологического районирования (рис. 6).

Рис. 6. Схема инженерно-геологического районирования: 1 – устойчивые участки склонов; 2 – условно-устойчивые склоны; 3 – неустойчивые склоны (по данным И.Ф. Ерыш, В.Н. Саломатина, 1999)

Особое внимание нужно обратить на увеличивающееся с каждым годом число техногенных оползней, связанных с инженерно-хозяйственной деятельностью. Это связано, главным образом, со строительством и многими воздействующими при этом на склоны факторами: подрезками, пригрузками, обводнением, динамическими воздействиями. Большое количество оползней (по данным В.Н. Саломатина, 1999) связано со строительством дорог. Оползни получали название «дорожные». Дорожные оползни деформируют не только полотно дорог, но и все то, что примыкает к ним или находится поблизости (фото 5).

61

Фото 5. Оползень «Гнёздышко». Крымский полуостров. Ялта. В.Н. Саломатин исследует оползень с применением метода регистрации

импульсного электромагнитного поля Земли

Фото 6. Вид на «Лагерный сад» с левого берега Томи. Смещение пород кайнозоя идёт по склону в реку Томь. На переднем плане скала «Боец», выполненная углисто-глинистыми сланцами карбона (С1).

Фото. В.Н. Сальникова

62

Наиболее ярко работа подземных вод проявляется в суффозионных процессах и связанных с ними смещениями горных пород – оползнями.

Выполнение маршрута №2

Начало маршрута – «Памятник воинам освободителям» в Лагерном саду. Ранее это место находилось в 300-х м от стенки «Геологического цирка». За 50 лет на 200м приблизился берег к месту памятника, а тысячи тонн грунта были снесены оползнем и техногенной деятельностью человека.

Подходим к краю склона, где открывается вид на пойму. Здесь в Южной части города Томска под «Лагерным садом», создались условия для яркого проявления суффозионных процессов, в результате которых сформированы и формируются цирки и псевдотеррасы (фото.6).

В развивающихся ранее «суффозионных цирках» ежегодно происходило подновление стенок. По данным Г.А. Иванкина, стенки цирка, расположенного у скалы «Боец», за последние 30 лет отодвинулись в глубь Лагерного сада на 40-55 метров от первоначального положения [4].

Разрушение правого берега р. Томи суффозией опережало подмывание его рекой. Следствием этого является образование двух уступов – нижнего «эрозионного» и верхнего «суффозионного», разделённых субгоризонтальной поверхностью, которая напоминает собой площадку речной террасы и может быть названа «суффозионной псевдотеррасой» (рис.

7).

Рис. 7. Поперечный разрез правого берега р. Томи под Лагерным Садом (из работы Г.А. Иванкина, 1995)

Поверхность этой псевдотеррасы была покрыта обвалившимся сползшим рыхлым материалом, который при активном участии вод подземных источников поступает в р. Томь. Местами ширина псевдотеррасы достигала 100 метров.

63

Внастоящее время в оползневой зоне площадью 80 га находятся насосные станции городского водозабора и ГРЭС-II, учебный корпус ТУСУРа, городская больница №3, многоэтажные жилые дома и административные здания, инженерные коммуникации и парковая зона Лагерного сада с мемориальным комплексом. Поэтому дальнейшая активизация оползней реально угрожает находящемуся в этой зоне, но и нормальному тепло-, водообеспечению г. Томска.

В60-х годах был предложен проект по бурению скважин большого диаметра, для перетока воды из четвертичных отложений в палеозойский фундамент. Он был осуществлен, но положительного результата не дал. За период с 1960 по 1988 год в результате прохождения оползней верхняя бровка склона на отдельных участках сместилась в сторону города до 60-80 метров.

В1988 году по заказу управления капитального строительства Московским институтом «ГИПрокоммунпроект» был разработан рабочий проект «Аварийные противооползневые мероприятия на правом берегу реки Томи». Были начаты работы по строительству дренажной штольни (И.А. Кузьмичев, Ю.Н. Попов, 2006). Проектная протяжённость дренажной горной выработки равняется 2,2 км. К 2011 году проложено 804 метра в западном и восточном направлениях. На участках берегового оползневого склона проводимые противооползневые мероприятия дали положительный результат (фото 7, рис. 8).

Фото 7. Вид на копёр штольни искусственно террасированного склона. По искусственным террасам проложены пешеходные дороги.

Фото В.Н. Сальникова

64

Рис. 8. Система дренажной горной выработки (ДГВ) и сквозных фильтров (СФ): участки выработки построенные (1) и проектные (2); сквозные фильтры (3); отметки головки рельс существующие (4) и проектные (5). По материалам И.А. Кузьмичева, Ю.Н. Попова (2006)

Фото 8. Набережная р. Томи в районе «Лагерного сада». Искусственная противооползневая терраса.

Фото В.Н. Сальникова

При завершении строительных работ в соответствии с проектом, Томск, кроме сохранения своей южной части, получит 130 га парковой зоны. К

65

настоящему времени набережная в районе оползневой зоны укреплена бетонными плитами (фото 8).

Во время проходки штольни несколько раз встречались плывуны, и неожиданно произошёл мощный выброс в штольню - 50 м3 разжиженной массы (16-17 августа 1998г.). В юго-восточной части Лагерного сада, всего в нескольких десятках метров от мемориала, возник провал с диаметром воронки в 12-14 м. Воронку засыпали для прочности глинистым грунтом, но он просел и место провала хорошо просматривается (фото 8; рис. 9). Через год, 18-24 мая, приблизительно в 24 метрах от эпицентра первой воронки, начал развиваться второй провал, который также был засыпан.

Рис. 9. Поперечный разрез правого берега р. Томи под Лагерным садом после сооружения штольни, укрепления берегов бетонными плитами и искусственными террасами: 1 – штольня; 2 – коллектор для сбора воды; 3 – труба для спуска воды; 4 – искусственные террасы; 5 – бетонные плиты; 6 – провал (рис. В.Н. Сальникова)

66

Фото 9. Провал в штольню. Лагерный сад, г. Томск. Студенты группы 2520 на геологической практике.

Фото В.Н. Сальникова, 2003 год

Проектировщики (заказчик и исполнители проекта) считают, что необходимо научно подтвердить влияние дренажной горной выработки и других технических решений на оползневые процессы и создать систему управления ими с последующим использованием её в других районах города и области (И.А. Кузьмичев, Ю.Н. Попов, 2006). Подробнее с неблагоприятными процессами суффозия, оползни, овраги, речная эрозия, заболачивание, оплывание, осыпание пород, морозное пучение, подтопление, можно ознакомиться из работ Г.Г. Щербака (2005); В.Е. Ольховатенко и др. (2002, 2005). Для оценки состояния оползневого склона в Лагерном Саду были выполнены комплексные исследования, позволившие выявить закономерности развития оползневых процессов и провести зонирование территории по степени опасности риска (В.Е. Ольховатенко, М.Г. Рутман, В.М. Лазарев, 2005). При этом выделены следующие зоны (рис. 10):

67

Рис. 10. Схема зонирования территории Лагерного сада по степени опасности оползневых процессов (В.Е. Ольховатенко и др., 2005)

-очень опасная зона, включающая юго-восточную и северо-западную части Лагерного Сада, в пределах которых развитие оползневых процессов приводит к нарушению динамического равновесия в эксплуатации природнотехнических систем и возникновения чрезвычайных ситуаций;

-опасная зона, где потенциально возможно развитие оползневых процессов;

-условно опасная зона, выделяемая в границах развивающейся воронки депрессии, где возможны осадки грунтовых толщ, превышающие предельно допустимые значения;

-безопасная зона, в пределах которой опасные процессы не приводят к нарушению динамического равновесия в эксплуатации природнотехнических систем.

Для более детального ознакомления с базовыми понятиями и количественной оценкой степени трансформации компонентов окружающей среды под воздействием технических, антропогенных и природных (эволюционных и катастрофических) факторов рекомендуется учебное пособие А.В. Мананкова «Геоэкология. Промышленная экология» (2010).

Далее идём вдоль по берегу по 5-й террасе вверх по течению р.Томи и спускаемся вниз к реке по искусственным террасам к копру штольни. По маршруту обращаем внимание на колодцы поперечных водоотводов со

68

склона и как проложены желоба у искусственных террас для организации поверки стока и размыва. Останавливаясь возле копра, необходимо объяснить студентам, как проходят выработки, куда идут штольни, их назначение и, как из них удаляется порода при проходке. Ранее студентов в штольню пускали, в настоящее время вход в неё посторонним запрещён.

Маршрут продолжается до обнажений углисто-глинястых сланцев карбона. В обнажениях виден постепенный переход снизу вверх от исходных тёмных коренных углисто-глинястых сланцев, алевролитов и песчаников нижнего карбона к белым каолиновым глинам. Каолиновые глины в нижней части ещё сохраняют в себе текстуры исходных углисто-глинистных сланцев

– слоистость и сланцеватость, исчезающие выше (С.С.Гудымович,2007). В верхней части на каолиновой коре выветривания (утёс «Боец») горизонтально залегает более молодая толща (новомихайловская свита P3nm). Она с угловых несогласием лежит на подстилающих крутопадающих осадочных породах басандайской свиты (С1-2bs), которые, в свою очередь, залегают с размывом на отложениях лагерносадской свиты (С1lg) [4].

По ходу маршрута на запад следует обратить внимание на крупное тело дайки, уходящей под склоновые отложения. Дайка несёт следы выветривания (позеленение, осветление, потеря прочности). В восточной части утёса «Боец» расположен молодой суффозионный цирк. Его диаметр – до 30м, высота стенок – 10 м. Так как в стенках цирка обнажаются более молодые породы Кайнозойской эратемы, приведём описание их из работы С.С. Гудымовича «Учебная геологическая практика в окрестностях г. Томска». Томск: ТПУ, 2007. – 108 С. В нижней части западной стенки цирка обнажаются серо-сизые плотные озёрные глины мощностью до 3 м с линзами лигнитов, которые относятся к новомихайловской свите (P3nm).

В центральной части стенки цирка на глинах с эрозионным врезом залегают светло-желтые-серые грубо-косослоистые гравийно-песчаные аллювиальные русловые отложения с прослоями мелкого галечника в основании косых серий (кочковская свита – laEkč, четвертичной системы эоплейстоцена). Видимая мощность этих отложений – до нескольких метров. Между глинами новомихайловской свиты и гравийно-песчаной толщей кочковской свиты залегает толща озёрно-аллювеальных светлых существенно кварцевых песков мощностью до 10 м лагернотомской свиты – P3lt, размывается на участке, где располагается суффозионный цирк (рис.11).

Все обнажения под Лагерным Садом представляют собой уникальный геологический объект, именуемый «Геологический памятник природы –

69

Лагерный Сад». Он числится под одним из первых номеров в кадастре памятников природы Томской области (С.С. Гудымович, 2007).

Рис. 11. План расположения и некоторые объекты геологического памятника природы «Лагерный Сад». Цифрами 1-13 обозначены обнажения. Подробное их описание приведено в работе С.С. Гудымовича (2007)

На гравийно-песчаной толще (кочковская свита) залегает толща коричневато-серых озёрных глин с прослоями погребённых почв мощностью 20 м. Это тайгинская свита нейоплейстоцена, нижнего-среднего неоплейстоцена I-II, четвертичной системы – тайгинские глины – laIItg2. К.В.Радугин связывал образования глин с гюнцским оледенением. Нагорный М.П. (1962) относил их к послесамарскому средне-четвертичному времени; В.А. Мартынов (1955) сопоставляет их с ранне-средне четвертичной федосовской свитой. На водораздельных пространствах свита перекрывается покровными лёссовидными суглинками позднего неоплейстоцена. Максимальная мощность отложений тайгинской свиты по данным бурения достигает 45 м.

70