free templates joomla

Анализ безопасности и оценка риска участков совмещенной автомобильной и железной дороги

Проект был выполнен в 2011 году в рамках подготовительных работ по созданию системы мониторинга оползневых склонов вдоль совмещенной автомобильной и железной дороги "Адлер - Горноклиматический курорт "Альпика-Сервис".

В связи с подготовкой зимних Олимпийских игр 2014 году в Сочи строились масштабные инфраструктурные объекты. В их числе для сообщения с горнолыжными курортами была запланирована (и построена) совмещенная автомобильная и железнодорожная трасса длиной 48,2 км от аэропорта г. Адлер на побережье Черного моря до конечной железнодорожной станции "Альпика-Сервис",  расположенной на высоте 540 м над уровнем моря.

Трасса проходит вдоль русла реки Мзымта, глубоко врезанного в юго-западные склоны Большого Кавказа. На значительных участках долина реки заметно сужена. В этих случаях трассу было решено проложить либо на сваях, либо, осуществляя подрезку склонов. Кроме того, на шести участках трасса проходит в тоннелях длиной до 4,5 км. По этой причине она подвергается значительным геологическим рискам.

Для оценки рисков требовалось провести их анализ и ранжирование, чтобы в дальнейшем предоложить комплекс мер по инженерной защите и мониторингу особо опасных участков трассы.

Для анализа рисков применялись методики:

  • анализ сложности геологического строения района работ;
  • спутниковая радарная интерферометрия для выявления истории деформаций на исследуемой территории;
  • геомеханическая классификация оползневых процессов;
  • комплекс геофизических методов для картирования поверхности скальных, выветрелых и рыхлых отложений, установления механизма деформаций и возможных поверхностей скольжения, а также размеров и направлений смещения оползневых блоков;
  • результаты инструментальных наблюдений (инклинометрических, гидрогеологических и т.д.) в рамках реализации отдельных элементов системы геомониторинга на пилотных участках.

Было выявлено, что исследуемая территория характеризуется сложной морфологией рельефа и разнообразными климатическими условиями. Район работ характеризуется очень сложным геологическим строением: вверх по долине реки Мзымта трасса последовательно пересекает ряд структурно-фациальных зон (СФЗ) мегасвода Большого Кавказа. Склоны в подножии хребтов Аибга и Псехако на отметках ниже 1100 м в зоне развития нижне-среднеюрских глинистых сланцев представляет собой единый древний оползневой бассейн.

Для оценки рисков при проектировании системы мониторинга требовалось знание склоновых деформаций в прошлом. Однако для участков склонов вдоль трассы имелись лишь единичные данные о характере их сдвижения в прошлом, по которым можно было бы судить о неустойчивости склонов на больших площадях. Чтобы получить сведения о нестабильности склонов за прошлые годы, было предложено провести исследования с помощью спутниковой радарной интерферометрии. Интерпретация спутниковых данных выполнялась с использованием программы SPN (Stable Point Network), разработанной Altamira Information. В результате проведенных исследований были выявлены несколько сотен тысяч точек с годичной скоростью смещений и кривой проседания во времени, которые были переданы заказчику.

При проведении маршрутов на местности учитывались существующие теоретические модели с целью документирования тех или иных признаков, которые затем могли бы рассматриваться как типичные элементы нестабильности склонов. Так например, перепад высот на исследуемых склонах составляет порядка более 100 м, что приближает их к альпийским масштабам. В альпийской зоне могут появляться глубоко проникающие и комплексные деформации склонов, связанные с понятиями «расседание», проседание и сдвижение рыхлого материала в долину. Рассаживание происходит в верхних частях склонов у вершины и позади нее. Оно характеризуется параллельными склону мульдами, двойными хребтами и падающими в сторону от склона поверхностями среза. Проседание в средней части склона характеризуется опусканием поверхности рельефа и зонами трещиноватости. Тогда в нижней части склона может возникнуть раздутие склона, сопровождающееся перемещением долины (сдвижение рыхлого материала в долину) в сочетании с отвесным подножьем склона и иногда также поднятием дна долины.

Целью данного проекта является определение и ранжирование опасных участков, расположенных вдоль трассы. Основным критерием опасности является степень угрозы для железной (автомобильной) дороги. Опасность оценивается по степени близости оползневых очагов к инфраструктуре железной дороги, объему возможных смещаемых оползневых масс, активности оползневого процесса, степени катастрофичности развития оползневых деформаций, степени активности воздействующих факторов. Для этого были выполнены следующие работы:

  • анализ материалов инженерных изысканий (отчеты, карты, скважины, разрезы), составлена программа, разработаны маршруты и объем обследования;
  • обследование склонов по оползнеопасным участкам (в интервале трассы от ПК80 до ПК478) трассы, с картированием оползневых трещин и характерных морфоэлементов, их фотосъемкой с фиксацией координат элементов рельефа, построены карты оползневых деформаций;
  • проведены инклинометрические измерения по существующим скважинам;
  • выполнена оценка активности оползневых деформаций и глубины распространения в массиве;
  • разработаны модели развития оползневого процесса на склонах примыкания к трассе железной дороги, проведена типизация оползневых участков по механизму оползней;
  • проведена оценка опасности оползневых участков для трассы железной дороги, ранжирование оползневых участков по степени опасности.

Так, исследования на участке ПК476-ПК482 показали, что вокзал в районе конечной станции "Альпика-Сервис" представляет собой повышенную угрозу вследствие своей пропускной способности (порядка 8 тыс. пассажиров в час) и наличия прилегающего склона хребта Аибга, частично подрезанного и усиленного мощной подпорной стеной. Проведенные исследования также подтвердили, что следует считаться с вероятностью сдвижения масс горных пород со стороны примыкающего с юга склона. В пользу этой версии говорят, помимо прочего, смещения в подошве склона.

Данный участок был выбран в качестве пилотного для тестирования концепции мониторинга, которая в дальнейшем была применена на других участках.