Эрозионные и склоновые процессы

Инженерные гидротехнические мероприятия  требуют больших удельных затрат и поэтому применяются в основном в экстремальных по эрозии случаях  или при высокой стоимости  земли.

Инженерные методы защиты, применяемые  для защиты от поверхностного смыва  зданий и других инженерных сооружений (автомобильных и железнодорожных  трасс, трубопроводов) часто предусматривают  повышение противоэрозионной устойчивости самих поверхностей склонов путем  создания стойких покрытий (матерчатых, полимерных, металлических сеток  и т. д.) или нанесения клеящих  веществ (битумы, полимеры), повышающих прочность почвенной структуры. Преимуществом инженерных методов является постоянная круглогодичная готовность сооружений к работе при незначительных затратах на ремонт и эксплуатацию.

Основные направления предотвращения Овражной эрозии – рациональное использование приемов по задержанию, рассредоточению стока на склоновых водосборах, заблаговременное планирование территории при проектировании строительных площадок или трубопроводных трасс, а также дорожных работ.

Для этого применяются агротехнические  приемы на пашне, облесение или залужение оврагов и оврагоопасных склоновых водосборов, террасирование склонов, устройство разного рода гидротехнических сооружений и т. п.

При необходимости остановить развитие существующих оврагов используются, в основном, следующие приемы:

-Противоэрозионная организация территории на водосборах;

-Фитомелиорация;

-Террасирование склонов;

-Наброска щебня, возведение простейших инженерных сооружений в вершинах оврагов (плотин, запруд, грунтовых валиков) для увеличения шероховатости и снижения скорости потока в периоды половодья и паводков;

Хозяйственное использование оврагов (строительство прудов, выполаживание склонов, засыпка оврагов).

Методы защиты от опасных проявлений Русловых процессов зависят от видов и форм хозяйственной деятельности на реке и ее берегах

Главный принцип выполнения работ  – учет направленности русловых процессов, позволяющий:

-Избежать возможных неблагоприятных  (опасных) последствий на стадии  проектирования (ТЭО);

-Использовать процесс направленной  переработки берегов для получения  положительного эффекта (увеличение  глубины и устойчивости трассы  на судоходных реках, стабилизация  русла).

-Реализация данного принципа  достигается выполнением комплекса  мероприятий:

-Регулирование русла (сооружение  полузапруд, направляющих дамб);

-Разработка дноуглубительных прорезей;

-Спрямление излучин;

-Углубление ранее маловодных  рукавов и направление в них  основного расхода воды.

-Выполнение комплекса регуляционных  работ производится в рамках  естественных природных процессов  переформирования русла, когда  влияние на русловые процессы  ограничивается закреплением наиболее  оптимального его состояния для  хозяйственного использования в  естественных условиях.

Одной из распространенных форм борьбы с опасными русловыми процессами является защита берегов от размыва  в местах размещения населенных пунктов, промышленных и хозяйствующих объектов и коммуникаций по берегам реки, подверженным размыву, посредством  выполнения

Борьба с заилением малых рек сводится к противоэрозионной защите на водозаборе, на более крупных реках, имеющих объекты хозяйственной деятельности (водозаборы, акватории портов, причалы), разрабатываются дноуглубительные прорези или выполняются регуляционные мероприятия с назначением стимулирования саморазмыва русловых образований.

При техногенном заилении рек производятся искусственные паводки или расчистка  русла с помощью дноуглубительной техники.

Переработка Береговой линии водоемов часто затрудняет, а иногда делает невозможным хозяйственное использование прибрежных территорий, что предопределяет необходимость проведения мероприятий по их инженерной защите.

Различаются три этапа (периода) защиты берегов: каменно-бетонный, бунный и пляжевый.

Первый этап закончился в 20-х (в  развитых странах) – 60-х (в бывшем СССР) годах ХХ века ввиду малой эффективности  и недолговечности каменно набросных  или бетонных сооружений пассивного типа, вторичными последствиями которого были разрушения пляжной части побережья  и примыкающих к ней территорий.

Второй, бунный, этап (период) преобладал до 80-х годов прошлого века, использование которого приводило к значительным эксплуатационным затратам и ухудшало экологическую обстановку на примыкающих территориях и акваториях.

Третий, современный, период характеризуется  переходом от пассивной защиты к  активным методам регулирования  волновых воздействий и потока наносов  с использованием свободных пляжей и различных проницаемых волногасящих конструкций, особенно эффективных на отмелых песчаных берегах, что значительно сокращает расход основных строительных материалов и обеспечивает возможность динамической стабилизации берега путем ускоренного перехода к стадии аккумулятивного развития.

Основным методом борьбы с заболачиванием является проведение инженерно-технических мероприятий по созданию дренажных сетей, позволяющих уменьшить степень увлажнения территории, приостанавливающих или обращающих вспять процесс заболачивания.

На стадии проектирования дренажных  сетей необходимо производство расчетных  методов мелиоративной гидрогеологии, не допускающих переосушение болот, которое приводит к деградации болотных комплексов и процессам деструкции, развевания и возгорания торфов.

Мероприятия по защите от Опасностей, обусловленных действием подземных вод, Требуют принятия мер и выполнения инженерно-технических мероприятий в зависимости от интенсивности происходящих процессов на определенных территориях и в определенных условиях.

Меры по обеспечению Противокарстовой защиты принимаются в зависимости от интенсивности проявления карстовых процессов.

Территории по интенсивности проявления карстовых процессов подразделяются на опасные, потенциально опасные и  неопасные для строительства  и жизнедеятельности (А. И.Шеко, 2002 г.).

Для опасных районов характерны следующие признаки:

- наличие на земной поверхности  проявлений карстового процесса  в виде воронок и оседаний, независимо от их формы и  размера;

- сильная закарстованность толщ горных пород (карстовые полости размером более 1 м, расположенные неглубоко относительно кровли закарстованных пород, незаполненных или заполненных слабым переотложенным материалом; наличие зон сильно раздробленных и интенсивно выщелоченных пород);

- отсутствие или локальное распространение,  или незначительная мощность (2-3 м) водоупоров;

- наличие вертикальной фильтрации  подземных вод, создающей условия  для суффозионного выноса рыхлых  отложений в закарстованные породы с градиентом вертикальной фильтрации более 3;

- приуроченность к погребенным  долинам, где возможна интенсивная  горизонтальная фильтрация;

- нарушение режима подземных  вод.

Потенциально опасные территории характеризуются меньшей степенью развития вышеперечисленных признаков, а именно:

- отсутствием проявлений карстового  процесса на земной поверхности;

- слабой закарстованностью (единичные карстовые полости, не превышающие 1 м, открытые или заполненные переотложенным материалом, незначительные зоны дробления и выщелачивания);

- наличием невыдержанных по мощности (менее 10 м) водоупоров;

- градиентом вертикальной фильтрации  не более 3.

Оценка территорий по степени опасности  проявлений карста и прогнозирование  возможного образования провалов производятся методом инженерно-геологических  аналогий по данным глубокого бурения  и геофизических исследований.

Противокарстовые мероприятия должны обеспечивать предотвращение или сведение до минимума возможных карстовых проявлений, представляющих угрозу для населения и для различных объектов, обеспечивать их устойчивость при внезапном проявлении карстового процесса.

Инженерно-геологические меры защиты зданий и сооружений включают основные меры:

Заполнение пустот и трещин в  закарстованных толщах путем цементации или битумизации, или с применением других нерастворимых материалов;

Закрепление несвязной толщи, перекрывающей  закарстованные породы, на всю ее мощность или на часть не менее 5 м;

Регулирование поверхностного и подземного стока для стабилизации или замедления карстово-суффозионных процессов;

Использование особых конструктивных элементов при устройстве фундаментов  зданий и сооружений на потенциально опасной территории.

Противосуффозионная защита Организуется и эффективно применяется в совокупности с противокарстовыми мероприятиями и, в зависимости от условий и скорости процесса, может быть активной, оказывающей прямое воздействие на опасные факторы процесса, и пассивной, не оказывающей прямого воздействия на процесс.

Защитные противосуффозионные мероприятия подразделяются на профилактические (до начала опасных процессов и строительства и эксплуатации зданий и сооружений в опасных зонах) и оперативные (в условиях взаимодействия процесса и сооружения).

Профилактические мероприятия  планируются в процессе разработки проектно-сметной документации или  в ходе эксплуатации зданий и сооружений в ходе их реконструкции и реализуются  в ходе строительно-монтажных работ  или в ходе реконструкции.

Оперативные мероприятия планируются  и осуществляются в ходе эксплуатации зданий и сооружений.

Классификация противосуффозионных мероприятий приведена в табл. 2.9.

Мероприятия по защите от процесса подтопления в настоящее время требуют значительных материальных и финансовых вложений и представляют собой комплекс мер, проведение которых необходимо как с начала проектирования, так и в ходе эксплуатации зданий и сооружений.

Для борьбы с подтоплениями и  чрезвычайными ситуациями, возникающими в результате резкого осложнения обстановки, требуется выполнение специальных  работ и оперативных мероприятий  с использованием значительных ресурсов – материальных, технических, интеллектуальных, начиная с дренажных работ  и завершая масштабными площадными осушительными работами.

При строительстве сооружений на грунтах, подверженных процессам Набухания и усадки, предусматривается комплекс мероприятий, в основе которых лежит принцип «сезонного колебания» грунтов, предусматривающий запас прочности. Применяются основные методы: механические, физико-химические и водорегулирующие.

К механическим методам относятся  полная или частичная прорезка глинистой  толщи фундаментом или ее замене на ненабухающие грунты.

Физико-химические методы основаны на внесении в глинистую толщу различных  солей, способных растворять, вступать в обменные реакции и повышать в обменном комплексе и поровом  растворе глинистой породы концентрацию катионов-коагулянтов, что снижает  поверхностную активность и уменьшает  набухаемость и усадку. Путем бурения скважин или прокладки шурфов вводится раствор извести или гипса.