Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
целом формируется крупноплощадная децрессионная поверхность р виде чаши оседания сотообразного строения.
Строительство и эксплуатация метрополитена в городах приводят к развитию процессов сдвижения пород и образованию мульд проседания. Ширина мульд над перегонными тоннелями изменяются от 40 до 200 м, над подземными станциями — от 160 до 3Q0 м.
Вибрационное воздействие на территории городов, создаваемое в основном автомобильным транспортом, линиями метро, трамваев и железных дорог, при исследованиях на локальном, а также и на детальном уровне может оцениваться по данным А.Д. Жигалина и Г.П. Локшина (1991), представленным в табл. 2Q. Пороговыми значениями вибрации, предельнр допустимыми уровнями ее воздействия на геологическую среду с учетом щодегических последствий по дан-ным указанных авторов является уровень рибрации, оцениваемый по виброскорости в 0,0004 м/с (78 дБ) и по виброускорению в 0,05 м/с2 (44 дБ). Можно выделить три уровня интенсивности вибрационного воздействия на геологическую среду города: низкий (менее 46 дБ), средний (46-73 дБ), высокий (свыше 73 дБ).
.Таблица 20
Размер зоны влця,:щия некоторых источников, вибрации на территории города (UQ А.Д. Жигалину, 1991)
Источник Основная частота, Гд Зона действия, м Вибрационный каток 10- ~зо до 40 Автомобильная магистраль» 10- -т 40-100 Линда метро 30- -60 60-120 Механический копер 15- -35 150-250 Трамвайная линия 20- -45 150-300 Железная дорога 10- -30 150-300 Для городских транспортных автомагистралей с интенсивным транспортным потоком и высоким уровнем вибрации (65 дБ) автотранспортное вибрационное воздействие затухает до городских фоновых значений (для Москвы в, р-не Ленинского проспекта 46 дБ) на расстоянии 20 м от оси полотна. Вибрационное воздействие, создаваемое в городе железнодорожными магистралями, в среднем распространяется на расстояния до 50 м от оси железной дороги.
Длительное динамическое воздействие на грунты может приводить к нарушению твердого покрытия магистралей, к деформациям и разрушению фундамента зданий вблизи магистралей и рельсовых путей. В зависимости от типа грунтов вибрационное воздействие на них может приводить к снижению сопротивления сдвигу, разрушению структурных связей, тиксотропному разупрочнению, разжижению
и другим негативным процессам, которые должны учитываться в наблюдательной сети мониторинга.
Тепловое загрязнение как следствие теплового воздействия проявляется в возникновении так называемого теплового купола над городом, на общем фоне которого формируются отдельные участки аномального прогрева грунта и грунтовых вод. Его формированию способствует сплошная застройка городской территории, покрытие асфальтом или бетоном открытой поверхности. Тепловое воздействие в городах на локальном уровне проявляется чаще всего и как результат влияния сточных техногенных вод, утечек из теплотрасс. С этим связано образование геотермической аномалии вокруг Москвы с повышением температуры на 3-5°С по сравнению с фоновой. Максимальный рост температуры в Москве отмечен для четвертично-мезозойского водоносного комплекса (выше на 14° С и более), а площадь этой тепловой аномалии почти в 1,5 раза превышает площадь самого города.
В меньшей степени, но на значительной площади может проявляться тепловое воздействие полигонов ТБО и прочих свалок, вокруг которых также формируются тепловые аномалии. Кроме того, на территории городов отепляющее воздействие оказывают здания всех типов и асфальтовое покрытие, при этом площадь отепляющего воздействия принимается равной площади асфальтового покрытия.
По данным А.Д. Жигалина (1981, 1983), область воздействия тепла от городских теплосетей, водопровода и канализации возможна на расстоянии до 20 м по обе стороны от оси коллектора при минимальных утечках. Тепловые аномалии на территории городов формируются на глубинах до 300 м с превышением температуры над фоновой до 1,5-3 раз.
Температурные аномалии приводят к изменению содержания газовой составляющей подземных вод, к интенсификации процессов взаимодействия в системе "вода - порода", приводящих к увеличению агрессивности грунтов, к развитию микрофлоры и активизации микробиологических процессов, к изменению ряда свойств глинистых пород, в том числе к увеличению их сжимаемости, снижению вязкости и резкому снижению прочности. В зоне аэрации под воздействием избыточного тепла происходит локальное просушивание грунтовых массивов, приводящее к изменению их структуры и физико-механических свойств, в случае глинистых грунтов при их высушивании развивается тепловая усадка.
Для городских районов криолитозоны, по данным А.Д. Жигалина и др. (1989), наличие теплых заглубленных сооружений приводит к формированию зоны теплового влияния в радиусе до 15-30 м от сооружения, охватывая верхнюю часть грунтовой толщи. При
14 В.А.Королев
этом наибольшее влияние на изменение геокриологического состояния грунтов оказывают подземные коммуникационные коллекторы. Протаивание грунтов в основании коллектора достигает глубины 5-7 м, в горизонтальном направлении протаивание может распространяться на 8-10 м от оси коллектора, в этой зоне возникают провальные явления. В районах криолитозоны учет тепловых воздействий на геологическую среду города выступает на первый план при организации наблюдательной сети мониторинга.
