Курсовая работа: Оценка инженерно-геологических условий восточного Казахстана
В пределах региона почти повсеместно распространены подземные воды трещинного и трещинно-жильного типа, связанные с отложениями складчатого палеозойского фундамента, и грунтовые воды порового типа, связанные с кайнозойскими рыхлообломочными образованиями поверхностных отложений. В отдельных межгорных впадинах локально распространены напорные порово-пластовые воды. Трещинные и трещинно-жильные подземные воды приурочены к зоне открытой трещиноватости скальных пород. Мощность трещиноватой зоны их обычно не превышает 70—80 м. Глубина залегания подземных вод изменяется в очень широких пределах в зависимости от рельефа местности. Питание подземных вод осуществляется преимущественно за счет атмосферных осадков и поэтому режим их тесно взаимосвязан с ландшафтно-климатической зональностью территории региона. Максимальные уровни подземных вод с некоторым запозданием соответствуют периодам весеннего снеготаяния и выпадения атмосферных осадков, при этом амплитуды колебания уровня обычно не превышают 1,5—3 м. Разгрузка подземных вод происходит в понижениях рельефа, реже на склонах и в бортах долин в виде родников и мочажин. Расходы родников составляют в среднем 0,1—5 л/с и только в пределах зон тектонических разломов расходы источников достигают до 30 л/с. Подземные воды преимущественно пресные и ультрапресные с минерализацией от 0,1 до 0,8 г/л. Ультрапресные воды с минерализацией, не превышающей 0,5 г/л, обычно обладают слабой углекислой агрессивностью по отношению к бетонным конструкциям инженерных сооружений.
Подземные воды порового типа связаны с толщами рыхлообломочных образований кайнозоя. В озерно-аллювиалъных отложениях палеоген-неоген-четвертичного возраста подземные воды развиты спорадически в пределах небольших по площади участков реликтов древних аккумулятивных равнин и в межгорных впадинах. В площадном отношении водовмещающие слои здесь обычно не выдержаны и часто замещаются глинистыми водоупорными породами. Мощность водоносных прослоев изменяется в пределах от 2 до 7—8 м. Местами вскрывается до 5—6 водоносных прослоев. Воды зачастую обладают напором до 30—130 м и более. Воды обычно пресные гидрокарбонатно-сульфатные кальциевые с минерализацией 0,2—0,9 г/л. Общая жесткость их 2—7 мг*экв/л.
В четвертичных отложениях региона распространены водоносные горизонты и комплексы, развитые в основном в толщах гляциальных, -флювиогляциальных, аллювиальных и делювиально-пролювиальных геолого-генетических типов пород.
В гляциальных и флювиогляциальных отложениях четвертичного .возраста подземные воды залегают в очень широком диапазоне глубин (от 100—120 м и до их выклинивания на склонах гор и по периферии морен в виде родников и мочажин). Расходы родников составляют 0,2—5,8, чаще 1,5—5 л/с. Воды преимущественно ультрапресные с минерализацией 0,1—0,3 г/л, гидрокарбонатные кальциевые. Общая жесткость их 5—6 мг*экв/л. Воды часто обладают повышенной углекислой агрессивностью.
Водоносные аллювиальные отложения распространены в многочисленных речных долинах региона. Водоносные комплексы часто не имеют выдержанного водоупора п залегают на трещиноватых палеозойских породах различных геологических формаций. Глубина залегания уровня грунтовых вод колеблется в пределах от 0,3 до 20—50 м. Водообильность аллювиальных отложений высокая — дебиты скважин изменяются от 6 до 120 л/с. Воды всюду пресные с общей минерализацией до 1 г/л. Грунтовые воды, приуроченные к делювиально-пролювиальным отложениям, распространены спорадически и часто имеют характер верховодки. Глубина их залегания варьирует от 1—3 до 8— 10, реже до 20—30 м. Воды преимущественно пресные (1 —1,5 г/л) с общей жесткостью 9—14 мг*экв/л. Эти воды иногда обладают слабой сульфатной агрессивностью к обычным маркам цемента.
4. Современные геологические процессы и явления
Сложность геологического строения, рельефа, климатических особенностей и инженерно-хозяйственная деятельность человека обусловливают весьма интенсивное развитие многообразных геологических процессов по всей территории региона. В пределах горной части наиболее интенсивно проявляются процессы физического выветривания. Массы грубообломочного материала, подготовленные процессами выветривания, перемещаются по склонам в форме камнепадов и обвалов. Обвалы, осыпи и снежно-каменные лавины играют существенную роль в денудации склонов. В среднегорье, на склонах, где вырублен лес, а также на луговых участках отмечается широкое развитие оползневых явлений.
Оползни на Алтае развиты в породах неогенового и четвертичного возраста. Сплывы-оползни солифлюкционного типа здесь возникают вследствие периодического сезонного промерзания и протаивания пород. На крутых склонах они чаще проявляются в виде солифлюкционных потоков. Мощность такого рода оползней составляет 0,5—1,5 м, редко более. В породах неогенового возраста наиболее ярко проявляются оползни контактные, суффозионные и оползни в ранее смещенных породах. Оползни, обвалы и осыпи рыхлообломочных образований в сочетании с распространением контрастного высокогорного рельефа и относительно высоких модулей поверхностного стока обусловливают развитие эрозионно-селевых процессов.
Селевые потоки на Алтае формируются на протяжении всего теплого периода года, причем наиболее благоприятны весна и первая половина лета, когда выпадают ливневые дожди весьма высокой интенсивности. Суточные максимумы осадков в эти периоды иногда превышают 250 мм. Мощные предгорные шлейфы и конусы выноса., сложенные отложениями селей, указывают на значительную интенсивность проявления селевых потоков как в недалеком прошлом, так и в настоящее время. Однако селевые процессы на Алтае еще недостаточно изучены, хотя зачастую имеют решающее значение при инженерно-геологической оценке некоторых территории, осваиваемых для различных отраслей народного хозяйства.
Весьма интенсивно развит процесс оврагообразования, которое в ряде случаев сопровождается карстово-суффозионными явлениями. В долинах рек интенсивно протекают процессы боковой эрозии. В долине Иртыша (район пос. Прапорщиково) в результате боковой эрозии береговая линия за 5 лет переместилась на 95 м. Высота вертикальных стенок, образующихся при подмыве береговых склонов, достигает 10—15 м и более.
Заключение
Противооползневые мероприятия.
Как известно, оползни бывают современные разной степени подвижности и древние. Их устойчивость может насту пить самопроизвольно, естественноисторическим путем, когда
действие причин, вызывающих нарушение равновесия масс горных пород, исчерпано, или она может быть достигнута искусственно после осуществления противооползневых мероприятий. На современных, особенно действующих или приостановившихся, оползнях ждать их самопроизвольной стабилизации не приходится, как оползневый геологический процесс протекает обычно длительное время. Поэтому на всех тех участках, которые представляют народнохозяйственный интерес (территории городов,
курортов, поселков, дорог и других сооружений), так же как
|и на тех, которые подлежат освоению, возникает необходимость
применении противооползневых мероприятий. Задачей таких ме-
роприятий является защита территорий от разрушения оползнями, придание им и расположенным на них сооружениям в хозяйственным угодьям устойчивости и обеспечение нормальных условий эксплуатации.
В настоящее время в практике борьбы с оползнями наиболее часто применяют следующие группы мероприятий:
1) регулирование поверхностного стока;
2) дренаж обводненных горных пород;
3) перераспределение масс горных пород;
4) защита от подмыва я размыва;
5) закрепление масс горных пород подпорными и анкерными сооружениями;
6) искусственное улучшение свойств горных пород;
7) лесомелиоративные работы;
8) профилактические мероприятия.
При выборе противооползневых мероприятий рекомендуется руководствоваться следующими соображениями.
1. Противооползневые мероприятия надо выбирать исходя из причин, вызвавших образование оползня, и условий, способствующих развитию этого пиления. Следовательно, не установив причин возникновения оползневых деформаций на рассматриваемом участке, нельзя кардинально на них воздействовать. Противооползневые мероприятия должны ослабить или предупредить действие сил, вызывающих смещение масс горных пород, и создать условия, неблагоприятные для них.
2. Эффективность противооползневых мероприятий достигается только тогда, когда изучены геологическое строение (структура) оползня и главным образом форма и условия залегания поверхностей скольжения или зон ослабления, положение водоносны! горизонтов и зон и условия их питания. Без этих данных нельзя определить вид, конструкцию, плановое и высотное расположение защитных сооружений на оползневом участке.
3. Практика борьбы с оползнями показывает, что редко одним каким-либо видом мер можно добиться стабилизации оползня, обычно это достигается применением комплекса противооползневых мероприятий.
4. Определив тот или иной комплекс мер для стабилизации оползня, необходимо обосновать их техническую целесообразность и экономическую выгодность на основании сравнения вариантов.
Таковы главные принципы, которыми следует руководствоваться при выборе противооползневых мероприятий. Представляется, что эти принципы вытекают из вышеприведенных сведений об оползнях и не нуждаются в более детальном рассмотрении. Заметим, однако, что иногда, в условиях аварийной ситуации, прежде чем определить систему мероприятий в соответствии с перечисленными положениями, применяют некоторые временные меры, чтобы предупредить аварию. Естественно, что и в этом слу-
чае необходимо определенное обоснование временных мер, но оно обычно устанавливается на логике событий (а не на точных сведениях об оползне), на опыте и научном предвидении авторитетных специалистов или экспертных комиссий, на изучения характерных примеров подобных явлений.
Регулирование поверхностного стока применяют для того, чтобы уменьшить или исключить увлажнение горных пород на оползневом участке дождевыми и талыми водами, которое почти во всех оползневых районах является постоянно действующим фактором изменения физического состояния, прочности и других свойств горных пород. Поэтому регулирование поверхностного стока всегда полезно и необходимо как профилактическая мера, так и как основная «лечебная». В комплекс работ по регулированию поверхностного стока входят:
1) планировка поверхности оползня и прилегающей к нему территории; 2) устройство системы поверхностных водоотводов и 3) лесомелиоративные работы.
При планировке рельефа поверхности оползневого участка производят срезку различных выступов, валов, бугров, засыпку ям. углублений, впадин, а также заделку различных зияющих трещин. Этим облегчается и ускоряется сток дождевых и талых вод, предупреждается их скопление в понижениях рельефа, уменьшаются до минимума их инфильтрация и увлажнение горных пород.