9437
.pdf50
Рис. 1. Морфологические элементы оползня Элементы оползня: 1 - оползневой цирк; 2 - бровка срыва; 3 - стенка срыва; 4 - голова
оползня; 5 - язык оползня; 6 - оползневой блок; 7 - оползневая ступень; 8 - оползневая западина; 9 - оползневой бугор; 10 - оползневая трещина; 11 - поверхность (плоскость) скольжения (зона оползневого смещения); 12 - тело оползня; 13 - подошва (основание) оползня; 14 - вал выпирания; 15 - базис оползня.
Прочие обозначения: 16 - почвенный слой; 17 - выход подземных вод; 18 - первоначальное положение склона; 19 - несмещенные четвертичные отложения.
Длина оползня измеряется от бровки срыва до нижней границы сместившихся масс, ширина – расстояние между бортами.
Для классификации оползней Нижегородско-Чебоксарского Поволжья наиболее приемлемой является классификация К.А. Гулакяна, В.В. Кюнтцеля
(1970), которая наиболее полно отражает особенности развития оползней в породах татарского яруса ( P2t2(1) ) и отложениях четвертичной системы ( Q ). Эта классификация позволяет учитывать факторы - условия образования оползней
51
(крутизна поверхности, геологическое строение, гидрогеологические условия,
физико-механические свойства пород) и факторы - процессы, обуславливающие их динамику (климатические условия, режим подземных вод, подмыв основания склонов). Существующие представления о механизме оползневых процессов позволяют разделить все многообразие оползней на 2 группы. Согласно указанной классификации к I группе относятся оползни, приуроченные к породам коренной основы, отличающиеся относительной сохранностью первоначальной структуры смещающихся пород, ко II группе относятся оползни,
характеризующиеся полным изменением структуры, состояния и свойств всей массы смещающихся пород четвертичных отложений. Классификация удобна тем, что каждый выделенный вид оползня имеет свой особый геоморфологический облик.
Оползни I группы происходят сравнительно редко, захватывают часть склона, иногда весь склон от плато до уреза реки и ниже.
В этой группе выделяют 3 типа оползней, отличающихся основными оползнеобразующими факторами и морфологическими особенностями (оползни скольжения, выдавливания и выплывания).
Оползни скольжения наиболее распространены среди оползней I группы.
Смещением захватывается выветрелая зона коренных пород и покрывающих ее четвертичных отложений. Смещение происходит быстро, вследствие хрупкого разрушения пород, переходящего в срез. Длина оползней скольжения 30 – 80 м,
ширина 50 – 60 м, иногда более 60 м, глубина захвата смещением до 5-8 м. Для оползней характерна высокая стенка срыва, переходящая в плоскость скольжения.
Тело оползня мелкоступенчатое либо крупнобугристое.
Оползни выдавливания производят впечатление своими размерами. Они происходят вследствие раздавливания пород в глубине массива и последующего их выдавливания. Подготовка оползня происходит скрытно, смещение происходит буквально за несколько минут и часто носит катастрофический характер. Если появляются трещины за 1 – 3 суток до основного смещения и их
52
удается обнаружить, то жертв и большого материального ущерба удается избежать.
Длина оползней выдавливания более 80 – 100 м, ширина до 150 – 200 м,
глубина захвата смещением до 20 – 40 м. Для оползней выдавливания характерна крутая, почти вертикальная стенка срыва высотой до 15 – 20 м, наличие крупных ступенчатых блоков с почти горизонтальной поверхностью и вала выпирания
(вала выдавливания) у подошвы оползня.
Оползни выплывания образуются при выплывании песчаных разностей пород вследствие действия веса вышележащих пород и при высоком гидравлическом градиенте. Основным деформируемым горизонтом (ОДГ)
являются глинистые пески и глинистые алевролиты. Оползни выплывания происходят редко, признаки начинающегося смещения фиксируют за несколько дней по начавшемуся выносу песчаных частиц вместе с выклинивающимися подземными водами. Длина оползней выплывания от 20 до 50 м, ширина может достигать 60 – 100 м, глубина захвата смещением 6 – 10 м, стенка срыва почти вертикальная, но высота ее обычно не превышает 5 – 7 м. Ступенеобразные блоки имеют различную направленность поверхности (в сторону склона, в сторону смещения, почти горизонтальное).
Оползни I группы обычно происходят на склонах с коэффициентом устойчивости kф 1, при крутизне склонов 15 – 280 и более, при наличии в разрезе пород с пониженными прочностными характеристиками (чаще всего это глины).
Конфигурация склонов может быть вогнутой, прямолинейной и выпуклой.
Оползни выдавливания чаще всего происходят на вогнутых склонах, в январе – феврале, когда снеговой покров достигает максимальной высоты.
Оползни II группы составляют 80 – 95% от общего количества оползней,
происходят ежегодно, особенно активны в весенний период. Происходят на склонах крутизной 80 и выше. В этой группе выделяется также 3 типа оползней.
Оползни течения наиболее распространены. Основной фактор -
атмосферные осадки либо различного вида воды (подземные в период высокого
53
положения уровня, техногенные и др.) Породы приобретают текучее состояние, и
начинается медленное смещение пород, которое может продолжаться от нескольких суток до 1 – 2 месяцев. Поверхность оползней имеет бугристый характер, реже мелкоступенчатый. Размер оползней довольно различен: длина до
12 – 20 м, ширина до 20 – 50 м, глубина захвата смещением от 3 до 5 – 8 м.
Иногда происходит массовая активизация оползней, и границы между соседними оползнями трудно установить. На первый взгляд представляется, что это единый крупный оползень, захватывающий весь склон и достигающий размеров (200 – 500) х (500 – 600) м. Такое явление наблюдается в годы с большим количеством осадков в предшествующий осенний период, с большой высотой снежного покрова к концу февраля, с медленным снеготаянием в весенний период и высоким подъемом уровня подземных вод в апреле – мае.
Оползни течения развиваются в элювиально-делювиальных, аллювиальных,
озерно-аллювиальных отложениях, в ранее смещенных оползневых накоплениях.
Оползни проседания встречаются редко и поражают только лессовидные супеси и суглинки, для которых характерным признаком является их просадочность. Размер оползней небольшой: длина редко превышает 20 – 30 м,
ширина 30 – 40 м, глубина смещения чаще до 3 – 4 м, реже до 5 – 6 м. Стенка срыва оползней обычно почти отвесная высотой 1,5 – 4 м. Тело оползня одноступенчатое, реже двухступенчатое. Ступени представляют террасы с почти горизонтальной поверхностью.
Основным оползнеобразующем фактором являются атмосферные осадки в виде затяжных дождей.
Оползни разжижения – смещение пород в виде грязевого потока вследствие мгновенной потери прочности. Оползням этого типа подвержены только лессовидные суглинки и супеси, возможно, это связно с их макропористостью и столбчатой отдельностью. Смещение происходит быстро (1 – 3 минуты), и на месте оползших пород остаются лишь пустые колбы выплывания. Разжиженные породы устремляются вниз по незатронутому смещением склону и растекаются
54
по встреченным террасам либо по дну оврага. Длина оползней 20 – 50 м, ширина
10 – 30 м. Глубина захвата смещением не превышает 3 – 5 м. Причиной разжижения могут быть интенсивные атмосферные осадки. Оползни часто происходят во время ливней.
Оползни выплывания образуются обычно в весенний период; оползни скольжения могут происходить в любые сезоны года, но, как правило, при значительном увлажнении пород на значительную глубину.
Оползни II группы столь многочисленны, что, несмотря на свои преимущественно небольшие размеры, поражают склоны с большей интенсивностью, нежели оползни I группы. Коэффициент площадной пораженности ими в десятки раз выше, чем оползнями I группы.
Основными факторами в образовании оползней являются следующие:
предельная крутизна склонов, наличие водоносных горизонтов, подмыв основания склонов, сосредоточенная инфильтрация атмосферных осадков.
Основной задачей борьбы с оползневым процессом является обеспечение устойчивости склона, т.е. не допустить возникновения оползня на еще неподвижном склоне или прекратить смещение оползающих масс. Это можно достигнуть следующими путями:
-прекратить или замедлить процессы, вызывающие необратимое уменьшение коэффициента устойчивости склона;
-повысить существующий коэффициент устойчивости склона;
-уменьшить амплитуду сезонных колебаний коэффициента устойчивости.
Противооползневые мероприятия, используемые при защите территорий, а
также зданий и сооружений от проявления оползневого процесса, целесообразно подразделить на две большие группы: предотвращающие и защищающие от оползней.
Предотвращающие мероприятия и сооружения направлены на недопущение развития оползневого процесса на рассматриваемой территории. К этой группе относятся следующие мероприятия: посадка лесов на склонах, создание
55
защитного покрытия, выполаживание и террасирование склонов, организация и регулирование поверхностного стока, сбор и отвод подземных вод, устройство подпорных стенок, защита склона от размыва, а также химические способы закрепления массивов пород.
Защищающие сооружения используются в тех случаях, когда оползни уже начали свое движение, и остановить этот процесс не представляется возможным.
К этой группе относятся мосты через оползни-потоки и оползнеобтекаемые сваи.
Схематические все противооползневые мероприятия и сооружения представлены на рис. 2.
56
Противооползневые мероприятия
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предотвращающие появление |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Защищающие от оползней |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
оползней |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Мосты через оползни-потоки |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Оползнеобтекаемые сваи |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пассивные |
|
|
|
|
Активные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Организационно- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
хозяйственные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Агротехнические |
|
|
|
Мелиоративные |
|
|
|
|
|
|
Инженерные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
1. Посадка лесов на склонах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2. Создание защитного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изменение рельефа |
|
|
Поддерживающие |
||||||||||||||||||
покрытия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Выполаживание |
|
|
(удерживающие) сооружения |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Террасирование |
|
|
1. Контрфорсы |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Техническая мелиорация |
|
|
|
Обезвоживание |
|
|
3. Перемещение масс грунта |
|
|
2. Подпорные стенки различных |
||||||||||||||||||||||||||
|
1. Цементация |
|
|
|
|
|
|
1. Организация и регулирование |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
конструкций |
||||||||||||||||
|
2. |
Термическое закрепление |
|
|
|
поверхностного стока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Анкерные конструкции |
|||||||||||||||||||
|
3. |
Струйная технология закрепления |
|
|
|
2. Открытые дренажи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Забивные сваи |
|||||||||||||||||||
|
4. |
Метод глубинного перемешивания |
|
|
|
3. Поздемные дренажи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Буронабивные сваи |
|||||||||||||||||||
|
|
|
(Шведский метод) |
|
|
|
|
|
|
3.1. Иглофильтровый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Буроинъекционные сваи |
|||||||||||||||
|
5. |
Электрохимическое закрепление |
|
|
|
3.2. Вакуумный |
|
|
Берегозащитные |
|
|
7. Торкрет-бетон |
|||||||||||||||||||||||||
|
6. |
Силикатизация |
|
|
|
|
|
|
3.3. Штольни |
|
|
сооружения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
7. |
Битумизация |
|
|
|
|
|
|
3.4. Горизонтальные скважины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
8. Известкование |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
9. |
Инъекционная технология |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
(изготовления буроинъекционных |
|
|
|
|
|
|
Морские |
|
|
|
|
|
|
Речные |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
свай - шпонок в плоскости |
|
|
|
|
|
|
1. Волноотбойные стенки |
|
|
|
1. Бетонные стенки |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
скольжения) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Буны |
|
|
|
|
|
|
2. Фашинные стенки |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Волноломы |
|
|
|
|
|
|
3. Наброска из крупных |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Наброска из ж/б блоков |
|
|
|
|
камней, глыб и ж/б кубов |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Искусственная отсыпка |
|
|
|
4. Сооружение полузапруд |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пляжей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2. Схема классификации противооползневых мероприятий
57
ПРИЛОЖЕНИЕ Е ОВРАЖНАЯ ЭРОЗИЯ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО БОРЬБЕ
С ОВРАЖНОЙ ЭРОЗИЕЙ
Овраги – это одна из форм рельефа, которая делает непригодными большие по площади территории либо малопригодными для промышленного
и гражданского строительства.
Поэтому, овражная эрозия относится к опасным геологическим процессам (ОГП). Борьба с нею требует больших усилий и значительных экономических затрат.
Основные геоморфологические элементы оврага: вершина, устье, борта,
дно (тальвег), эрозионный врез по оврагу.
Овражная эрозия происходит под воздействие водотоков временных и
постоянных. Зарождение оврага начинается с образования промоины от сосредоточенного стока талых и дождевых вод. С каждым годом размер промоины увеличивается, и она превращается в овраг. По мере углубления
дна оврага вскрываются водоносные горизонты, и размыв дна оврага
(глубина эрозия) происходит не только от воздействия сезонных вод, но и за счет постоянного водостока по его дну.
Овраги могут быть молодыми, развивающимися и старыми, без признаков овражной эрозии.
Молодые овраги имеют небольшую длину (150 – 500 м), крутые борта
(15 - 400), обнаженную крутую вершину, часто промоинообразную,
осложнены по бортам оползнями, осыпями, обвалами. По бортам
встречаются обнаженные и полуобнаженные участки. Вершины растущих оврагов продвигаются вглубь водоразделов со скоростью 0,2 - 0,5 м/год, если они прорезают коренные породы, со скоростью 1,5 - 2,0 м/год при развитии оврагов в четвертичных отложениях, в том числе до 3,0 - 5,0 м/год при развитии в лессовидных суглинках.
58
Рис. 3. Геоморфологические элементы оврага:
1- бровка оврага; 2 - эрозионный врез; b1, b2, b3 – ширина оврага (в вершине, в средней части, в устье соответственно); L-длина оврага
Глубина вреза в вершине 10 м (120,0 – 110,0 м абс. отм.)
Глубина вреза в средней части 28 м (120,0 – 92,0 м абс. отм.)
Глубина вреза в устьевой части 25 м (120,0 – 110,0 м абс. отм.)
Высота борта оврага в вершине 10 м (120,0 – 110,0 м абс. отм.)
Высота борта оврага в средней части 20 м (120,0 – 100,0 м абс. отм.)
Высота борта оврага в устьевой части 15 м (100,0 – 85,0 м абс. отм.)
|
|
|
|
59 |
|
|
|
|
|
Старые овраги имеют |
пологие борта (до 6 |
- 80), пологую округлую |
|||||
вершину, широкое пологое, |
почти горизонтальное дно. Иногда по старому |
|||||||
оврагу |
начинает |
развиваться |
более |
молодой |
овраг, |
и тогда |
по дну |
|
прослеживается эрозийный врез. |
|
|
|
|
|
|||
Рост оврага |
в глубину |
ограничивается |
базисом |
местной |
эрозии |
|||
(например, уровень реки, к которой выходит овраг). |
|
|
||||||
Овраг растет |
в ширину за |
счет |
интенсивного делювиального сноса, |
оползней, осыпей, обвалов, и прекращается рост только после того, как борта станут пологими (6 - 80).
Описываются овраги довольно детально, с указанием возраста оврага
(старый, молодой, развивающийся), основных факторов, способствующих развитию оврага, выполненных противоэрозионных мероприятияй.
Мероприятия по борьбе с овражной эрозией:
- мероприятия на водосборной площади (земляные валы-террасы,
водоотводящие валы, нагорные канавы, распылители стоков, лотки-
перехватчики);
-мероприятия в вершинах оврагов (быстротоки, перепады, консольные сбросы, трубчатые закрытые коллекторы с системой колодцев);
-донные и русловые противоэрозийные сооружения (запруды для задержания сносимых отложений и создания горизонтальных площадок для облесения).
Для |
уменьшения делювиального |
сноса |
применяют посадки |
кустарников и низкорослых лиственных деревьев.
Конструкции некоторых упомянутых выше сооружений представлены
на рис. 4 – 16.