Тонущие города - Геннадий Разумов

Третьей причиной оползнеобразования, против которой почти никто не возражает, а ряд ученых даже отдают ей предпочтение перед другими, является сейсмичность. Действительно, например, территория Южного берега Крыма подвержена довольно частым, хотя и небольшим землетрясениям интенсивностью 2–4 балла (изредка бывают и сильные землетрясения, сила которых достигает 8 баллов). Подземные толчки способствуют разрушению горных пород, образованию новых трещин, нарушению плотности массивов грунта. В результате землетрясений происходит вибрационное «разжижение» даже совершенно сухого грунта.

Это явление широко известно: твердые частицы при динамическом воздействии отделяются друг от друга и как бы «всплывают». Еели такая разжиженная масса наклонена, она начинает течь, а по ней скользят лежащие выше слои горных пород. Например, считают, что оползни в районе Алупки — Симеиза происходят именно в связи с действием землетрясений. Отобранные там образцы тонкочешуйчатых аргиллитов, залегающих в основании оползневых склонов, были исследованы в лабораторных вибрационных приборах. В результате установлено, что прочность этих горных пород при вибрации снижается в 2–2,5 раза, и они мгновенно приобретают текучее состояние. При прекращении вибрации грунты восстанавливают свою прочность, но занимают уже новое положение. Серия следующих друг за другом, хотя бы и с «передышкой», сейсмических воздействий на оползневые склоны может приводить к ступенчатым периодическим смещениям грунтовых массивов относительно друг друга. В конечном счете это ведет к общей потере их устойчивости, т.е. к катастрофическим подвижкам, оползням.

Ряд ученых возражают против представления о пластическом характере деформаций подстилающих глин и считают, что оползневые смещения происходят по поверхности скольжения, образующейся при хрупком их разрушении по трещинам.

Вредное влияние на оползневые районы прибрежных городов оказывает не только природа со своими морскими прибоями и разливами рек, но и сами города. На первый взгляд это кажется парадоксальным, но факт остается фактом. Возводя здания, портовые, складские, доковые сооружения, корпуса заводских цехов, люди перегружают береговые склоны, создают дополнительное давление на грунт. Застройка береговой территории сильно задерживает сток дождевых и талых вод. Если до строительства зданий и сооружений поверхностные потоки свободно уходили в море, то теперь они остаются на суше, впитываются в почву и разрушают грунт. Кроме этого, нередко (особенно в прошлом) неразумный подрыв береговых откосов, расширение пляжей, рытье траншей, рвов, канав снижает устойчивость склонов, делает их подвижными. Все это усиливает процесс оползнеобразования и может привести к катастрофе.

Влияние «подрывной» (в буквальном смысле слова) деятельности человека можно проследить на примере трех оползней, расположенных на водоразделе рек Шицквара и Мазиквара, северо-западнее Сухуми. Эти оползни проявили себя в 1947-1948 гг., когда выемки строившейся в то время автодороги подсекли слои грунта, которые и так были наклонены в сторону моря на 18–20 °. Ослабление оползневого склона привело к крупным подвижкам грунтовых массивов, одна из которых, например, составила 31–33 мм. При этом развился оползень длиной 210 м, шириной 60 м и глубиной 7–9 м.

В пределах Чукурларского и Желтышевского оползней в Ялте катастрофические подвижки неоднократно происходили в результате хищнического вывоза с пляжей гальки для строительства. Следствием этого, так же как при подмыве берега волнами, было ослабление опорных массивов, на которые до поры до времени опирались склонные к оползанию грунты. Здесь же отмечено влияние на развитие катастрофических подвижек оползневых склонов строительства различных зданий и сооружений, нарушающих равновесие массива.

Современная наука в отличие от прошлых времен считает необходимым комплексно учитывать все факторы оползнеобразования. Действительно, накопленные материалы многолетних исследований оползней в разных прибрежных районах Причерноморья (да и не только его) показывают, что подмыв берега морскими волнами, обводнение массивов грунта подземными водами, сейсмичность, деятельность человека влияют на оползнеобразование почти в одинаковой степени. Недоучет любого из них может привести к серьезным ошибкам.

Вместе с тем в каждом конкретном случае для выбора очередности противооползневых Мероприятий необходимо знать, какой фактор влияет на развитие оползней в первую очередь, а какой проявляет себя позже. От этого зависит, нужно ли, например, срочно организовать отвод поверхностных и подземных вод или же начать с укрепления берега.

Отвод дождевых и подземных вод, пожалуй, одно из самых ранних мероприятий, которое было придумано человеком. Мы встречаем описание водосточных канав еще у римского архитектора I в. до н.э. Витрувия. Археологи нашли следы дождевой канализации в развалинах затонувшего Себастополиса, Эпидавра, Херсонеса и других поселений. Древние дренажные прорези обнаружены на оползневых склонах Южного берега Крыма, на Керченском полуострове и во многих других районах древнегреческой колонизации. Эффективная конструкция деревянного ряжевого дренажа применена в XIV в. для противооползневых сооружений города Великие Булгары (рис.48, 49). Перехватывая поток грунтовых вод, дренаж защищает крутой берег р. Меленки от обрушения.

Большое число водосборных и водоотводных галерей и штолен, построенных еще в XIX в., находятся под Ялтой, в Одессе и других местах Причерноморья. Многие из них успешно выполняют свою задачу и поныне.

В наше время перехват и организованное отведение дождевых и талых вод, текущих по крутой поверхности земли на причерноморской территории, осуществляется устройством сложной разветвленной системы канав и лотков — дождевых стоков. Они перехватывают воду, не дают ей попадать на участки оползней, размывать почву и, главное, насыщать грунты оползневых склонов. По специально уложенным в земле трубам-коллекторам дождевая вода отводится в море.

Рис. 48. Главный город волжской Булгарии Великие Булгары а — географическое местоположение города; б — памятники архитектуры на территории города; 1 — ханская усыпальница; 2 — башня (малый минарет); 3 — противооползневые дренажные ряжевые конструкции; 4 — Черная палата; 5 — Белая палата; 6 — монастырский погреб; 7 — мавзолей; 8 — остатки соборной мечети; 9 — Бабий бугор; 10 — Каптелев бугор; 11 — земляной вал со рвом Рис. 49. Ряжевые конструкции дренажа противооползневых сооружений Великих Булгар 

Такую же роль играет и дренаж, перехватывающий подземные воды. В простейшем случае дрены устраиваются в виде канав-прорезей. Они заполняются хорошо фильтрующим местным материалом: крупным песком, гравием, щебнем, битым камнем.

Наиболее эффективное устройство — трубчатый дренаж. В заранее вырытые траншеи укладывают гончарные, асбестоцементные (реже — дырчатые стальные или пластмассовые) трубы, звенья которых соединяют друг с другом муфтами или раструбами. Дренажные трубы сверху обсыпают песком или гравием, образующим обратный фильтр — переход от пор мелкозернистого дренируемого грунта к водоприемным отверстиям дрен.

В ответственных случаях, при большом объеме перехватываемой подземной воды сооружаются дренажные и водоотводные (коллекторные) галереи и штольни. Они возводятся из железобетона или каменной кладки и имеют такие размеры, что в них может пройти человек.

По расположению и назначению противооползневые дренажи разделяются на перехватывающие, систематические и присклоновые. Первые устраиваются на подходе к оползню и служат для перехвата потока подземных вод, обводняющих грунты. Систематические дренажи представляют собой равномерно (систематически) расположенные по оползневой территории дренажные сооружения.

В обоих случаях удобно применять в качестве дренажей линейные заградительные или расставленные в плане по прямоугольной сетке (например, в шахматном порядке) водопонизительные буровые скважины. Такой дренаж в отличие от горизонтального называется вертикальным. Его преимуществом является то, что водопонизительные скважины могут доводиться до самой плоскости скольжения и поэтому наиболее полно захватывают водоносный слой. Горизонтальные дрены на большую глубину уложены быть не могут — слишком глубокой бы оказалась траншея, да и отрыть ее не так-то просто. В то же время вертикальный дренаж имеет крупный недостаток: если по горизонтальным дренам отобранная из грунта вода сама стекает к водосборникам, то из скважин ее приходится откачивать насосами. Это удорожает эксплуатацию дренажа, поскольку требуется расход электроэнергии.