Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН

Оздоровительный комплекс «Дагомыс» (г. Сочи)

Выявление оползнеопасных зон, оценка их состояния, геотехнический анализ и расчеты устойчивости оползневых участков, разработка эффективных схем мониторинга и предложений по защите сооружений на территории ФГУП ОК «Дагомыс».

Целью исследований являлись выявление оползневых зон, разрушений склонов и оценка их состояния; геотехнический анализ и расчеты устойчивости оползневых участков; схемы необходимого мониторинга и рекомендации эффективных методов контроля состояния склонов для безопасной эксплуатации объектов на территории ФГУП ОК «Дагомыс».

В процессе проведения исследований были выполнены следующие виды работ:

— анализ геологического строения рассматриваемой территории, инженерно-геологических, гидрогеологических и геоэкологических условий;

— анализ типов и механизма оползней, проявившихся в г. Сочи;

— анализ инженерно-геологических материалов по территории ОК «Дагомыс», выявление особенностей геологического строения;

— изучение оползневой обстановки, выявление очагов и механизма оползневых деформаций, оценка степени их воздействия на сооружения ОК «Дагомыс»;

— геотехнический анализ напряженно-деформированного состояния грунтового массива с учетом расположения объектов реконструкции;

— разработка расчетных схем, анализ устойчивости склонов и возможных деформаций территории и объектов реконструкции;

— разработка предложений по укреплению склонов, защите склонов и сооружений ОК «Дагомыс» от возможных деформаций грунтовых массивов, по организации системы мониторинга и контролю состояния склонов и объектов реконструкции;

— выводы и рекомендации по защите сооружений на территории ФГУП ОК «Дагомыс».

Результаты исследований:

Таким образом, геологическое строение исследуемого участка, его гидрогеологические, геоморфологические и сейсмотектонические условия определяют возможность развития и активизации оползней различных типов. Основные благоприятные факторы следующие:

— верхняя часть геологического разреза практически на всей территории ОК «Дагомыс» представлена оползневыми и делювиально-оползневыми отложениями, смещенными в прошлом (блоки и пачки коренных в разной степени деформированных пород) и находящиеся в относительно активном состоянии в современный период (смещение покровных глинистых грунтов на склонах различной крутизны в периоды аномального обводнения при выпадении атмосферных осадков, в местах утечек из водопроводящих коммуникаций);

— наличие (и формирование в процессе деформирования) в грунтовом массиве унаследованных плоскостей сдвига, оползневых трещин, зон ослабленных грунтов и смещения, поверхностей напластования, ориентированных в сторону падения склона;

— высокая сейсмичность участка (8 баллов), определяющая возможность активизации оползневого процесса по унаследованным многочисленным поверхностям и площадкам сдвига, по оползневым и тектоническим трещинам и зонам, особенно на участках, состояние которых близко к предельному;

— наличие густой сети водопроводящих коммуникаций, обуславливающих возможность утечек, тем более, что они как правило расположены в покровных массах, в том числе в местах развития оползневых деформаций;

— многие склоны подрезаны при планировке участка, строительстве сооружений и коммуникаций. Хотя во многих местах имеются подпорные стенки и другие удерживающие сооружения, возникшие в период строительства активные оползневые очаги повлияли на устойчивость и соседних участков склона, вовлечение их в деформирование;

— сравнительно высокая интенсивность атмосферных осадков, характерная для г. Сочи и в связи с этим значительное колебание влажности глинистых грунтов покровных масс и соответственно их прочности.

На основании выполненных исследований выявлены участки с развитием оползневых деформаций, а также оползнеопасных с возможным деформированием покровных масс и глубоких массивов.

Развитие более глубоких оползневых подвижек возможно у киноконцертного зала, участка склона к р. Восточный Дагомыс, у западной границы участка, и в южной части участка на примыкании мостового перехода через железнодорожные пути к пляжу.

Согласно результатам проведенных расчётов устойчивости здесь, в связи с значительной крутизной высокого склона возможно глубокое деформирование массива с захватом горизонтов на отметках 20 – 24 м. Расчеты устойчивости покровных масс, залегающих на склонах крутизной от 21° до 61°, мощностью 2-4 м, показали, что наличие сформированных зон смещения в исследуемых слоях на оползневых склонах (со следами современных деформаций) обуславливает по сравнению с недеформирующимся массивом значительное снижение устойчивости склона.

Результаты расчетов устойчивости свидетельствуют о том, что если не принять меры по укреплению устойчивости склона, деформации на оползневых склонах будут продолжаться, вызывая изменение ландшафта (наклоны и повреждение деревьев, образование трещин и локальных оползневых очагов) и деформации сооружений (дорожек, бордюрных ограждений, подпорных стенок, коммуникаций) с возможной подготовкой более крупных смещений массивов.

В соответствии с механизмом проявившихся на территории ОК «Дагомыс» оползневых деформаций могут быть рекомендованы следующие основные противооползневые мероприятия.

Упорядочение стока поверхностных вод.Основное назначение этого мероприятия – предотвратить сброс поверхностных вод на оползнеопасные склоны.

Необходимы обследование, ремонт и реконструкция водосборных и водоотводных сооружений и коммуникаций. При этом следует предусмотреть устранение стока вод на оползнеопасный откос на участке мостового перехода на пляж (воды ручья вдоль дороги к морю по границе с Меркурием), а также ликвидировать ручей, воды которого попадают на территорию столярного цеха, вызывая развитие оползневых деформаций грунтового массива и зданий.

При реконструкции коммуникаций предусмотреть не только устранение утечек, обводняющих прилегающие склоны, но и обеспечение прочности, устойчивости и гидроизоляции траншей, котлованов, колодцев, предотвращая фильтрацию поверхностных и грунтовых вод в тело засыпки, с последующим проседанием и смещением примыкающих массивов. Это позволит устранить причины деформаций на территории автокемпинга; спортивных площадках, расположенных ниже, включая спортивно-развлекательный центр «Зодиак»; дорожках у гостиницы «Дагомыс», по обе стороны крыла, обращённого к гостинице «Олимпийская»; территории автостоянки, расположенной выше столярного цеха и др.

Основное противооползневое мероприятие на склоновых территориях ОК «Дагомыс» должно быть направлено на укрепление покровных масс на оползневых склонах, которые испытывают деформации в настоящее время. Оползневыми деформациями поражены склоны крутизной от 14 до 50 град. Большинство оползневых склонов имеет крутизну 20–40 град.

Метод укрепления оползневых склонов на территории ОК «Дагомыс» должен удовлетворять следующим требованиям:

— выполнять работы на склонах крутизной 10–45 град.;

— обеспечить сохранность деревьев, травяного покрова и дорожных конструкций;

— производить укрепление склона на всю мощность покровных масс (бурые и синие глины с дресвой и щебнем), включая кровлю слоя щебнистого грунта;

— не допускать подпора грунтовых вод;

— обеспечить крепление деформирующегося (укрепляемого) поверхностного слоя к устойчивому ложу.

Наиболее полно удовлетворяет этим требованиям метод «Геокомпозит», посредством которого производят армирование грунтового массива путём управляемого инъектирования под давлением расчётных объёмов твердеющих растворов через трубы — инъекторы, устанавливаемые в буровые скважины. Происходит уплотнение грунта и образование жёстких включений, образующих армирующий каркас в укрепляемом слое и повышающих сопротивление сдвигу в существующих зонах смещения. При этом стальные трубы – инъекторы, расположенные на склоне по сетке (например, 3х4 м), выполняют также роль анкеров, «пришивающих укрепляемый слой к устойчивому ложу .

В современном виде метод «Геокомпозит» разработан в Институте геоэкологии РАН под руководством академика В.И. Осипова [9] и широко используется фирмой ЗАО «Геомассив» (директор С.Д. Филимонов, тел. (495) 621-40-59, E-mail: geomassiv@mail.ru).

При этом рекомендуется глубина скважин для размещения труб-инъекторов, в соответствии с высотой склонов и особенностями оползневого деформирования склона может быть принята для большинства участков 6 м, но на склоне у киноконцертного зала – 10-12 м (здесь имеется опасность глубоких подвижек). Выделены также участки наиболее оползнеопасные и оползнеопасные, позволяя планировать этапность проведения укрепительных работ на склонах при реконструкции сооружений.

Показаны также участки, где укрепление склонов и площадок должно производиться при реконструкции коммуникаций, осуществляя усиление конструкций, уплотнение засыпки, отвод сточных вод и т.п.

Мониторинг оползневого процесса на территории ОК «Дагомыс», оценку эффективности противооползневых мероприятий и качества выполненных работ по реконструкции сооружений на оползнеопасной территории рекомендуется осуществить путем размещения пунктов контроля глубинного деформирования укрепленных оползневых склонов. На Схеме приведены рекомендуемые местоположения пунктов контроля деформаций, в том числе глубинных, с указанием номера глубинного репера и глубины скважины.

В отличие от геодезических наблюдений посредством измерения горизонтальных и вертикальных составляющих смещения грунтовых реперов, установленных на поверхности склона, контроль глубинных деформаций позволяет измерять не только деформации поверхности склона, но и глубинные подвижки по поверхности скольжения, определяя состояние оползневого склона, степень его активности и опасности.

Институт геоэкологии РАН имеет большой опыт контроля оползневых деформаций посредством глубинных реперов. В настоящее время используются инклинометрические скважины, в которых стационарно устанавливаются пластиковые трубы с направляющими пазами. Высокоточные измерения положения трубы в массиве, ее изгибов и перемещений как поверхности склона (верха трубы), так и контролируемых горизонтов грунтового массива производятся инклинометрами. ИГЭ РАН использует итальянский инклинометр, сертифицированный и апробированный в наших условиях.

Таким образом, произведены: анализ геологического строения, исследования склоновой территории с оценкой типа оползневых деформаций, их активности и опасности; геотехнический анализ напряженно-деформированного состояния оползнеопасных участков, расчеты устойчивости с возможным деформированием покровных масс на склонах различной крутизны при изменении свойств грунтов в условиях периодического обводнения и изменения текстуры в зоне смещения; исследована возможность захвата оползневым процессом глубоких горизонтов массива (щебенистые грунты, элювий коренных пород) и установлены наиболее опасные участки (у киноконцертного зала), требующие первоочередного укрепления и контроля глубинных деформаций по скважинам, захватывающим элювий коренных пород.

Составлена карта развития оползневых деформаций с выделением их особенностей. Рекомендован метод укрепления оползнеопасных склонов, наиболее полно удовлетворяющий требованиям сохранения ландшафта, выполнения работ на склонах различной крутизны и по обеспечению требуемого эффекта укрепления как повышением прочности грунта, так путем прикрепления оползневых масс к устойчивому ложу трубами-анкерами.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Золотарев Г.С. Опыт классификации гравитационных движений горных пород на склонах в инженерно-геологических целях. – «Учен. Зап. Моск. Ун-та. Геол.», 1956. вып. 176.

Инженерная геология СССР. В 8 томах. Т. 8. Кавказ, Крым, Карпаты. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1978 г.

Царева А.М., Коренева С.Л. Применение петрографического метода выявления ослабленных зон оползневого массива. Сб. «Современные методы изучения физико-механических свойств горных пород». М.: Изд. ВСЕГИНГЕО, 1970.

Царева А.М. Классификация текстур пород, формирующихся в зоне оползневого смещения. В сб. «Исследования механизма развития экзогенных геологических процессов и факторов, их обуславливающих». М.: Изд. ВСЕГИНГЕО, 1985.

Гулакян К.А., Кюнтцель В. В., Постоев Г. П. Прогнозирование оползневых процессов – М.: Недра, 1977.

Инженерно-геологический анализ применения противооползневых мероприятий на Черноморском побережье Крыма и Кавказа. /авт. Рзаева М.К., Тихвинский И.О., Самохвалова М.П. и др./- М.: Стройиздат, 1976.

Бондарик Г. К., Царева А. М., Пономарева В. В. Текстура и деформации глинистых пород. М.: «Недра», 1975.

Геодинамика Кавказа – М.: Наука, 1989.

Осипов В.И., Филимонов С.Д. Уплотнение и армирование слабых грунтов методом «Геокомпозит» // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2002. -№ 5.

Емельянова Е.П. Сравнительный метод оценки устойчивости склонов и прогноза оползней. ВСЕГИНГЕО. М.: Недра. 1974, 104 с.

Постоев Г.П. Моделирование оползнеопасного состояния грунтовых массивов склонов. // Сергеевские чтения. Моделирование при решении геоэкологических задач. М.: ГЕОС. 2009. Вып. 11. с 319-324.