ГЛАВА 6. Обвалы, оползни, сели, снежные лавины
6.1. Обвалы
Обвал — это быстрое отделение (отрыв) и падение массы горных пород (земли, песка, камней, глины) на крутом склоне вследствие потери устойчивости склона, ослабления связности, цельности горных пород
Обвал происходит под влиянием процессов выветривания, движения подземных и поверхностных вод, подмыва или растворения породы, колебания почвы Чаще всего обвалы происходят в период дождей, таяния снега, при проведении взрывных и строительных работ Разновидностью обвала является вывал — обрушение отдельных глыб и камней из грунтов на отвесных склонах
Поражающим фактором обвала является падение тяжелых масс горных пород, способных повредить, сломать, раздавить даже прочные сооружения либо засыпать их грунтом, преградив доступ к ним. Другая опасность обвалов состоит в возможном запруживании рек и обрушении берегов озер, воды которых в случае прорыва могут стать причиной наводнений или, что еще опаснее, селевых потоков.
Для оценки обвалов используют объем обвалившихся горных пород Исходя из объема,
обвалы подразделяются:
∙на очень малые (объемом менее 5 м3),
∙малые (5-50 м3),
∙средние (50-1000 м3),
∙крупные (более 1000 м3)
Изредка в природных условиях наблюдаются гигантские обвалы, в результате которых обрушиваются миллионы и даже миллиарды кубических метров пород Так, в 1911 г на реке Муграб (Таджикистан) в горах Памира во время землетрясения произошел крупнейший обвал, названный Уссурийским Его объем составил 2,2 млрд м3 В результате этого обвала образовалась огромная естественная плотина, перекрывшая Муграб, возникло Сарезское озеро длиной 75 км и шириной до 3,4 км, наибольшая глубина — 505 м
6.2.Оползни
6.2.1. Характеристика оползней
Оползни - это скользящие смещения масс горных (или других) пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Оползни могут сходить со всех склонов крутизной от 19°, а при глинистых грунтах - от 5-7° Причинами возникновения оползней могут служить следующие факторы:
1.Естественно-природные:
∙землетрясения;
∙переувлажнение склонов осадками;
∙увеличение крутизны склона в результате подмыва водой;
∙ослабление прочности твердых пород при выветривании, вымывании или выщелачивании;
∙наличие в толще грунта размягченных глин, плывунных песков, ископаемого льда;
∙чередование водоупорных (глинистых) и водоносных пород (песчано-гравийных, трещиноватых, известковых);
∙расположение слоев грунта с наклоном в сторону склона;
∙пересечение пород трещинами
2. Антропогенные:
∙вырубка лесов и кустарников на склонах. Причем вырубка может происходить намного выше места будущего оползня, но вода не будет задерживаться растениями вверху, в результате чего грунты переувлажняются далеко внизу;
∙взрывные работы, которые являются, по сути, локальным землетрясением и способствуют развитию трещин в породах;
∙распахивание склонов, чрезмерный полив садов и огородов на склонах;
∙разрушение склонов котлованами, траншеями, дорожными выемками, подрезающими склоны,
∙закупоривание, засорение, заваливание мест выхода подземных вод;
∙строительство жилья и промышленных объектов на склонах, что ведет к разрушениям склонов, увеличению силы тяжести, направленной вниз по склону.
Нехватка свободных площадей в безопасных местах обусловливает массовую застройку холмов и даже склонов гор. Это ведет к деформации почвы, сползанию и разрушению домов и т. д.
В зависимости от крутизны склона и характера грунта оползень может развиваться мгновенно (табл. 61).
Если скорость потока больше метра в секунду, то это почти обвал, обрушение породы, которое опаснее, чем медленно скользящий оползень. Скорости больше одного метра в минуту также являются катастрофическими, поскольку за короткое время почти невозможно организовать спасение людей, имущества, животных.
Таблица 6.1. Скорость движения оползней
Скорость движения
3м/с
0,3м/год
1,5м/сутки
1,5м/месяц
1,5м/год 0,06м/год
Поражающим фактором оползней являются тяжелые массы грунта, засыпающие или разрушающие все на своем пути. Поэтому главный показатель оползня — это его объем, измеряемый в кубометрах. Измерив длину, ширину и высоту оползня, подсчитав его объем, легко определить его массу в тоннах.
По объему оползни классифицируются так:
∙малые — до 10 тыс. м3,
∙средние— 10-100тыс. м3;
∙крупные — 100 тыс. — 1 млн. м3;
∙очень крупные — более 1 млн. м3.
Кроме того, оползни классифицируются по масштабу явления, механизму оползневого процесса и месту его возникновения.
Масштаб оползней характеризуется вовлеченной в процесс площадью:
∙очень мелкие — до 5 га;
∙мелкие — 5-50 га;
∙средние — 50-100 га;
∙крупные - 100-200 га;
∙очень крупные — 200-400 га;
∙грандиозные — более 400 га.
Крупные оползни вызываются, как правило, естественными причинами и образуются вдоль обрывов и склонов. Их толщина достигает 10-20 м и более. Оползневое тело часто сохраняет свою монолитность. Средние и мелкомасштабные оползни чаще происходят под воздействием антропогенных процессов.
По механизму оползневого процесса выделяются оползни сдвига, выдавливания, вязкопластичные, гидродинамического выноса, внезапного разжижения. Часто механизм оползня бывает комбинированным
6.2.2.Наблюдение за состоянием склонов
Кмерам по предупреждению оползней относятся: наблюдение за состоянием склонов; анализ и прогнозирование возможности обвалов и оползней; проведение комплексных инженерных защитных работ; обучение лиц, проживающих, работающих и отдыхающих в опасной зоне, правилам безопасности жизнедеятельности; проверка безопасности режима, строительных норм и правил (СНиП) при производстве работ, инструкций и стандартов, предусмотренных для каждого вида производственной деятельности
Наблюдение осуществляется постоянным, тщательным визуальным осмотром каждого места с крутыми склонами и обрывами, находящегося в зоне непосредственной жизнедеятельности человека. Визуальный контроль нужно сочетать со слуховым (акустическим). Малейший шум наверху, удар грома, а также выстрел или громкий крик в определенных условиях могут породить мощный горный обвал.
Признаками возможного обвала являются многочисленные трещины в отвесных скалах нависающие блоки, появление отдельных фрагментов скал, глыб, отделяющихся от основной (корневой) породы.
В отличие от обвалов и обрушений пород, оползни развиваются значительно медленнее, и есть немало признаков, позволяющих своевременно обнаружить зарождающийся оползень
Признаки зарождающегося оползня:
∙разрывы и трещины в грунте, на дорогах защитных (противооползневых) сооружениях и укреплениях,
∙нарушения и разрушения подземных и наземных коммуникаций,
∙смещение, отклонение от вертикали деревьев, столбов, опор неравномерное натяжение или обрыв проводов,
∙искривление стен зданий и сооружений, появление на них трещин,
∙изменение уровня воды в колодцах, скважинах, системах отвода воды, в любых водоемах
Нужно наблюдать также, чтобы не было утечек в грунт воды из водозаборных колонок и водопроводов, а также следить за состоянием стоков
6.2.3. Анализ и прогнозирование обвалов и оползней
Достаточно посмотреть на угол склона, чтобы определить, что всякий продолжительный дождь, сотрясение грунта или неправильное строительство могут повлечь за собой обрушение грунта. Для более точного прогноза нужны анализ грунтов в данном месте, анализ условий уже случавшихся обвалов и оползней, а также наличие некоторого опыта и специальных знаний
Накопленный опыт позволяет прогнозировать даже размер камней и целых блоков, которые могут осыпаться с отвесных крутых склонов, мимо которых, например, проложена дорога. Размер отрывающихся блоков и их фрагментов определяется прочностью пород. Блоки наибольшего размера (до 15 м в поперечнике) образуются в базальтах. В гранитах, гнейсах, крепких песчаниках образуются глыбы меньшего размера, максимум до 3-5 м, в алевролитах — до 1-1,5 м. В сланцевых породах обвалы наблюдаются значительно реже, и размер глыб в них не превышает 0,5-1 м
В целом по стране очень малые обвалы составляют 65-70%, малые — 15-20%, средние — 10-15%, крупные — менее 5% от общего числа обвалов. Вероятность же гигантских обвалов составляет примерно 0,05%
6.2.4. Проведение защитных работ
Проведение защитных работ на склонах называют активными мероприятиями, в отличие от пассивных (наблюдение, прогнозирование оползней и т.д.).
Кзащитным работам относятся.
∙планировка откосов, выравнивание бугров и заделка трещин;
∙осуществление плановых строго дозированных безопасных для людей взрывов, вызывающих управляемый сход обвалов и оползней,
∙уменьшение крутизны склонов с помощью техники и направленных взрывов (срезка верхней части склонов и укладка грунта у подножья),
∙строительство дорог, эстакад, виадуков, отводящих транспортные потоки из опасных зон,
∙сооружение подпорных стенок, контрбанкетов, свайных рядов в местах, где дороги подрезают склоны, у подошвы потенциальных оползней для создания упора,
∙устройство направляющих стенок для изменения движения обвальных пород,
∙перехват подземных вод с помощью дренажной системы, регулирование поверхностных стоков устройством лотков, кюветов, других водостоков,
∙защита склонов дреновкой, посевом трав, насаждением кустарников и деревьев. Помимо связывания грунта корневой системой, деревья активно поглощают осадки (хвойные около 60%, лиственные около 30% выпадающих осадков).
6.2.5.Соблюдение безопасного режима жизнедеятельности
Соблюдать меры безопасности (меры охранного и ограничительного характера) необходимо всем людям, проживающим работающим или отдыхающим в опасных зонах. К ним относятся:
∙запрещение строительства промышленных предприятий, жилых зданий, железных и автомобильных дорог без надлежащих мер по защите от обвалов и оползней,
∙ограничение в необходимых случаях движения поездов и автомашин в зонах, примыкающих к обваловым и оползневым участкам,
∙запрещение взрывов и горных работ вблизи опасных участков,
∙охрана горных пастбищ, древесно-кустарниковои и травянистой растительности,