Оценка инженерно-геологических условий восточного Казахстана (стр. 5 из 7)

Рис8. Плановое расположение дренажей

а-головного, б-кольцевого, в-систематического, г-берегового

Перечисленные типы дренажей в разрезе могут быть горизонтальными, вертикальными и комбинированными (горизонтальными и вертикальными). Применяют также различного вида специальные откосные дренажи. Все дренажи могут быть совершенными, т.с. полностью прорезающими водоносный горизонт, или несовершенными, т.е. частично врезающимися в водоносный горизонт. Вода из них может откачиваться или самоизливаться (при вскрытии напорных вод), или они могут быть поглощающими, когда вода стекает самотеком или принудительно (электроосмос, вакуумирование).

На рис.9, а показана примерная конструкция открытого горизонтального дренажа, обычно представляющего собой глубокий (более 2,5—3,0 м) лоток.

Рис.9 . Примерные конструкции горизонтальных дренажей

а — открытий дренаж; 6 — за крытый дренаж; в — дренажная штольня; г — дренажная галерея; в — береговой контрфорсный дренаж.1 — глина; 2 — слой дерна; 3 — песчано-гравелистый фильтр (За — трехслойный, 36 — песок); 4 — гравий, щебень и галька (4а — гравийная, щебенистая или галечная призма); 5 — труба, 6 — каменная кладка; 7 — бетонная подушка.

На рис. 9, а изображен закрытый горизонтальный дренаж. В нижней части траншеи уложена дрена — труба гончарная, керамическая, бетонная, асбестоцементная, деревянная или выложенная из камня, обсыпанная слоями гравия, затем крупнозернистого и среднезернистого песка. Такая трехслойная обсыпка из фильтрующего материала обеспечивает быстрый сток воды в дрену через специальные прорези, щели и отверстия и по ней за пределы осушаемого участка. Обсыпка предупреждает также от засорения — кольматажа пор и отверстий дрены (вмывания) тонкодисперсными глинистыми частицами. Поверх фильтрующего материала в траншею укладывают слон дерна и местного глинистого грунта для защиты от поступления поверхностных вод в дренаж.

На рис.9 , в, г показаны горизонтальные дренажные подземные выработки — штольня и галерея высотой до 1,5—1,8 м и шириной по низу до 1,5 м с деревянным, бетонным и каменным креплением, имеющие водоприемные отверстия. Форма сечения таких дренажных сооружений бывает трапецеидальной, овальной, круглой и др. Сооружают их открытым (траншейным) или подземным (штольневым) способом. На рис.9 , д иллюстрируется устройство горизонтальной береговой дрены. В карьерах и выемках такие горизонтальные дрены называют прибортовыми или

контрфорсными. Они представляют собой гравийно-щебенистую или галечную призму в сочетании с водоприемной канавой, засыпанной с поверхности песком..

Выбор системы и способа осушения оползневых участков всегда должен обосновываться материалами детальных инженерно-геологических исследований. Это обоснование касается осушения каждого водоносного горизонта, зоны или скопления подземных вод. Оно непременно должно содержать оценку возможного влияния осушения пород на устойчивость оползня, расчет дренажей и предусматривать изменение степени обводненности горных пород оползневого участка по мере их осушения. Целесообразно по данным стационарных наблюдений за изменением степени устойчивости и подвижности оползня и за работой дренажей на первых этапах их эксплуатации вносить соответствующие коррективы в схему осушения оползневого участка. Следовательно, при выборе схемы осушения оползневого участка следует отдавать предпочтение той, которая лучше позволяет учитывать изменения обводненности оползневого участка во времени.

Перераспределение масс горных пород является одним из широко применяемых приемов обеспечения устойчивости оползней. В зависимости от крутизны склона или откоса, условий залегания поверхности или поверхностей скольжения в пределах оползня может возникнуть значительный перепад давления. В подошвенной части оползня объем масс горныхпород и их вес могут оказаться недостаточными, чтобы удержать в равновесии горные породы, расположенные у вершины оползня. Для изменения такого соотношения усилий производят срезку, пород в активной части оползня или одновременно срезку в активной и отсыпку в пассивной (подошвенной) части оползня в виде банкета пли контрбанкета (рис.10).

Рис.10 . Пример перераспределения масс горных пород на оползневом участке

Такое перераспределение масс горных пород на оползневом участке изменяет крутизну склона, увеличивает эффективное давление во поверхности скольжения в нижней части оползня и соответственно повышает сопротивление сдвигу пород. Все это обычно способствует стабилизации оползня. При производстве срезки горных пород необходимо учитывать скорость их выветривания и в случае необходимости предохранять от этого явления одерновкой, устройством покрытий и т. д. Объем отсыпки (контрбанкета), достаточный для удержания оползня в устойчивом состоянии, определяют расчетом по одному из методов, описание которых приведено выше.

Защита от подмыва и размыва берегов. Выше было отмечено, что увеличение крутизны склонов при подмыве их рекой или морем является одной из распространенных причин образовании оползней. Поэтому защита берегов и склонов от подмыва и размыва очень часто служит составной частью комплекса противооползневых мероприятий. Опыт защиты берегов от подмыва и разрушения показывает, что эти меры защиты могут подразделяться на профилактические и капительные..

Закрепление масс горных пород подпорными и анкерными сооружениями. Опыт борьбы с оползнями показывает, что во многих случаях весьма аффективным является устройство различных упоров, противодействующих Движению масс горных пород. Искусственные упоры используют как самостоятельное противооползневое мероприятие, но чаще в комплексе с другими — с регулированием поверхностного стока и дренированием обводненных пород. Конструктивно упоры выполняют в виде подпорных стенок, банкетов я контрбанкетов, свайных упоров, противооползневых шпонок, анкерного крепления и др.

Подпорные стенки работают своим весом. Их возводят в основании крутых склонов там, где пространство ограничено для размещения других видов сооружений или когда необходимо уменьшить объем земляных работ по выполаживанию склона или откоса. Подпорные стенки предпочтительны также там, где при выполиении противооползневых мероприятий необходимо придать местности и архитектурное оформление; например в пределах города, курорта и др. Они неэффективны для закрепления слабых глинистых пород в текучем состоянии, так как последние наплывают на стенки и перетекают через них. Подпорные стенки строят из камня, бетона, железобетона, из габионов, реже в качестве подпорных стенок служат деревянные ряжи, заполненные камнем. Они должны врезаться в плотные устойчивые породы ниже поверхности скольжения и быть устойчивыми на сдвиг и опрокидывание.

В противооползневой практике широко применяются упоры в виде банкетов, контрбанкетов, упорных призм и других форм, возводимые из местного грунта — песка, гравия, щебня, камня, супесей, суглинков и др.

Это — призмы из местных пород, располагаемые в подошвенной (пассивной) части оползня, предназначаемые для того, чтобы поддерживать и уравновешивать массы горных пород, расположенные выше по склону или откосу.

Банкеты и контрбанкеты увеличивают эффективное давление по поверхности скольжения в подошвенной части оползня, повышают здесь сопротивление пород сдвигу, а также препятствуют выпиранию пород. Контрбанкет отличается от банкета тем, что он врезается в поддерживаемые массы горных пород.

При неглубоком расположении поверхности скольжения для стабилизации оползня можно применять прошивку его сваями, располагающимися рядами или в шахматном порядке, заглубленными в породы ниже поверхности скольжения. Такие спайные упоры изготовляют из дерева, бетона или железобетона. В практике борьбы с оползнями известны примеры, когда вместо свай применяли шпонки (короткие сваи, не доходящие до поверхности оползня), устанавливаемые также рядами или в шахматном порядке.

Наконец, известны примеры применения анкерного крепления оползней. Металлические стержни или штанги, опущенные в скважины, расположенные в шахматном порядке или рядами, заделывают (бетонируют) в толщу пород ниже поверхности скольжения. На поверхности земли концы анкеров закрепляют в плиты (покрытия). Одним из вариантов анкерного укрепления горных пород на оползневых участках является применение гибких тросовых тяжей. Преимущество такого анкера — значительно большая допустимая его длина (до 30 м) по сравнению с максимально допустимой длиной жестких анкеров (5—6 м).

Искусственное улучшение свойств горных пород. На оползневых участках горные породы могут иметь повышенную трещиноватость и выветрелость, недостаточную плотность и высокую влажность, быть водоносными и иметь малую устойчивость и прочность (сопротивление сдвигу). Для преобразования состояния и свойств горных пород с целью предупреждения образования оползней или их стабилизации наряду с другими инженерными мероприятиями применяют и искусственное улучшение и изменение их свойств. Выбор метода улучшения свойств горных пород определяется: 1) петрографическими особенностями горных пород и их физическим состоянием, 2) требованиями к горным породам в части необходимого изменения их свойств; 3) техническими возможностями применения того или иного метода в данных конкретных условиях и 4) экономической выгодностью по сравнению с другими возможными мероприятиями по обеспечению устойчивости оползня.