20. Опыт проведения геокриологического мониторинга на баМе

Анализ материалов режимных наблюдений на БАМе выявил следующие типичные деформации земляного полотна:

•сопряженные малоамплитудные пучины и просадки, образующие «волнистость» пути с вертикальными амплитудами до 0,3 м и длиной волны 50-150 м. Они являются результатом инъекционного и миграционного морозного пучения при промерзании обводненных пород в несквозных таликах, и ваннах глубокого оттаивания, образовавшихся в основании земляного полотна;

•малые бугры пучения (пучинные горбы) высотой до 0,5 м при длине основания 20-50 м, которые также являются результатом инъекционного и миграционного пучения пород в несквозных таликах под земляным полотном;

•крупные бугры пучения (пучинные горбы) высотой 0,5-1,5 м при длине основания 20-50 м формируются при промерзании горизонта подземных вод в сквозных таликах, если уровень воды в них в зимнее время находится не ниже подошвы слоя сезонного промерзания;

•наледи формируются при разгрузке грунтовых вод на земной поверхности (у основания насыпей и на основной площадке выемок), их мощность до 2-5;

•термокарстовые просадки земляного полотна образуются в результате вытаивания подземных льдов в его основании. Их глубина 0,2-1 м при протяженности вдоль пути от 30-50 до 300 м и более;

•эрозионный бороздчатый размыв бортов выемок и откосов насыпей атмосферными осадками и поверхностными водами;

•оползни образуются в бортах выемок в результате смещения сильно обводненных грунтов по подошве сезонноталого слоя.

Рассмотренные деформации земляного полотна опасны при эксплуатации дороги. Деформирование пути, вызванное формированием крупных наледей при вскрытии горизонтов напорных подмерзлотных вод, больших инъекционных бугров пучения, а также термокарстовые просадки пути, иногда происходящие в виде почти мгновенных провалов, особенно опасны.

Необходимо отметить, что деформации земляного полотна обычно вызываются развитием не одного, а комплекса «цепочных» инженерно-геокриологических процессов и явлений. Так, в слабосточных заболоченных днищах речных долин, отличающихся наличием сильнольдистых многолетнемерзлых толщ, причиной развития негативных процессов часто является подтопление нагорной части полосы отвода в результате нарушения поверхностного и внутригрунтового стоков земляным полотном. Образующееся при этом мелкое озеро, хорошо прогреваемое летом, вызывает интенсивное оттаивание многолетнемерзлых пород и тепловые осадки, достигающие десятков сантиметров. Под озером в течение нескольких лет формируется техногенный талик, а просадки в зоне его влияния постепенно захватывают основания берм. Начинаются просадки берм, а затем и самого земляного полотна. В теле насыпи происходят односторонние (перекосные) просадки с нагорной стороны, сопровождаемые эрозионным размывом и оплыванием тела земляного полотна. Интенсивность термокарстовых процессов и механического деформирования пути часто ежегодно инициируется зимним образованием бугров пучения, внедряющихся в земляное полотно, что способствует развитию оплывин и небольших оползней на откосах. Суммарный эффект развития цепи взаимосвязанных процессов приводит к образованию деформаций, устранить которые подъемом пути на балласт не удается, из-за ежегодного расползания насыпи.

Для борьбы с парагенетическими деструктивными процессами, как показали результаты геокриологического мониторинга (режимных наблюдений и геокриологического прогноза), необходимо проведение широкомасштабных комплексных мероприятий: проведение тепловой мелиорации, направленной на понижение среднегодовой температуры грунтов в основании земляного полотна; дренирование вновь образованных озер путем создания эффективной системы водопропуска и засыпки просадок поверхности, заполняемых водой, крупнообломочным грунтом.

В целом разработка противодеформационных мероприятий проводилась в два этапа: сначала на «больных» участках определялась необходимая корректировка инженерно-геокриологических условий, а затем рассматривались мероприятия, способные ее обеспечить.