Рішення геоекологічних проблем за допомогою нестандартних геофізичних методів

Мельников Є.К.

В розповідях людей, які подорожували по пустелях, часто згадується така загадка природи як сипучі піски. Рівна поверхня піску при будь-якому на неї механічній дії раптом перетворюється на що йде вглиб воронку, засмоктуючи нещасного подорожнього, верблюда, а то і автомобіль. Однак виявилося, що подібні явища не рідкість і за межами пустель. Правда, згубний дію воронок при цьому не надто бурхливо. Але настільки ж невідворотно.

До сих пір зустрічаються на Землі деякі таємничі місця, в яких з інженерними спорудами, а часом, і з людьми час від часу відбуваються несподівані події.

Одне з таких подій полягає в тому, що при здійсненні розвідувального буріння вихід керна в деяких свердловинах виявляється істотно нижче, ніж це прийнято відомими нормативами. Так, в ході розвідувального буріння при проведенні інженерно-геологічних вишукувань по трасі петербурзького (тоді ще ленінградського) метрополітену вихід керна в свердловині N 118 по Політехнічній вул., пробуреної об'єднанням "Севзапгеологія" в 1970 г на глибину 120 м, практично був відсутній. Тобто породи в цій точці буріння були в настільки порушеному стані, що витягнути їх у більш-менш оформленому вигляді виявилося неможливо. Це при тому, що в інших свердловинах, виконаних за цій трасі, вихід керна був не менш 60%, що відповідає нормативам. Згідно з існуючими правилами, якщо вихід керна зменшується, то це свідчить виключно про неякісний бурінні. Тому коли таке відбувається, то в звітних документах цей факт відсутній. А зацікавив він нас тому, що саме в зоні, де не вдалося витягти при бурінні породи, в Надалі, в 1995 році відбулася розгерметизація тунелів. Тобто та сама аварія, через яку до цих пір між сусідніми станціями метро "Лісова" і "пл. Мужності" доводиться їздити наземним транспортом. Чи було це випадковим збігом, чи ці два моменти мали причинно-наслідкові зв'язки, тоді нам було ще незрозуміло.

Не проходить тижня, щоб в світі не відбувалися раптові руйнування будинків. Одне з останніх великих подій подібного роду - це забрав багато людських життів руйнування Палацу Свят в Єрусалимі. Як і у випадку описаної в попередньому параграфі аварії на метрополітені, причина руйнування залишилася невідомою. Однак наявність людських жертв вимагає хоча б формальної ясності причин, і тому що працювала там комісія представила те, що трапилося як результат недоробок при будівництві. Як показує досвід, практично всі випадки раптових руйнувань відповідні комісії пояснюють або вживанням неякісного будівельного матеріалу, або порушенням технології при будівництві, або неправильної експлуатації цієї споруди.

І все-таки, хай і дуже рідко, але відбуваються раптові руйнування, які не вдається пояснити перерахованими вище причинами. Так, в 1903 році в Канаді, раптово зруйнувався Трансконскій елеватор. Власне, навіть не зруйнувався, а просто протягом 23 годин елеватор, що має розміри в плані 23,5 x58 м і встановлений для стійкості на залізобетонної плити метрової товщини, практично ліг набік. Один кут елеватора при цьому пішов у грунт на 8 метрів, а протилежний піднявся вгору на 3 метри. Комісія, яка займалася розслідуванням цієї події, насамперед встановила, що зерно засипати в елеватор рівномірно, і, отже, аварія відбулася не через неправильну його експлуатації. В результаті буріння, що проводився при інженерно-геологічні дослідження перед будівництвом елеватора, було відомо, що грунт був представлений щільними глинами 20-метрової товщини, нижче яких залягає вапняк. Повторне буріння, виконане безпосередньо після аварії, показало, що в зоні опускання одного з кутів елеватора грунт був представлений не щільними, а вельми податливі, пластичними глинами, під якими залягає карст.

Що це було: неякісне буріння при інженерно-геологічні дослідження, в результаті чого залишилася непоміченою зона зниженої несучої здатності грунту або стан грунту змінилося в процесі будівництва елеватора і його експлуатації?

Про те, що несуча здатність грунту може зменшуватися з часом, свідчать численні випадки аварій на трубопроводах. Мало того, що кількість цих аварій надзвичайно велика (за даними екологів, протягом року кількість аварій на різних трубопроводах в Росії становить приблизно 80 тисяч), але багато хто з них відбуваються повторно в одному і тому ж місці, і при це, там, де при інженерно-геологічних вишукуваннях грунт характеризувався достатню міцність, після аварії, при повторному бурінні - істотно меншою.

Відомо, що аварії на трубопроводах завжди пояснюють недостатньою якістю самих труб. Але тоді виникає наступне запитання. Адже після ремонту міцність труби в місці ремонту повинна бути безумовно вище, ніж на сусідніх ділянках. Тоді чому ж повторна аварія відбувається саме в тому ж місці, а не поруч?

В користь того, що причина раптових руйнувань споруд якось пов'язана з наявністю ділянок зі зниженою, і я б сказав, що з хронічно зниженою несучу здатність грунту, мабуть, зумовленої якимось специфічним геологічною будовою, свідчить також ще той факт, що прогин рейок на залізницях відбувається, як правило, на одних і тих же ділянках. Ремонт ділянки колії супроводжується додатковим ущільненням грунту, але, незважаючи на це, через деякий час, саме цю ділянку знову починає вимагати такого ж ремонту.

І, нарешті, про здоров'я людей. Як показує досвід, існують якісь зони, проживання в межах яких характеризується підвищеною захворюваністю. У роботі/1/наведені статистичні дані, отримані при спостереженні за здоров'ям людей у будинках розташованих уздовж Цивільного проспекту Петербурга. При цьому виявилося, що в деяких зонах цього мікрорайону спостерігається істотне збільшення кількості хворих на онкологічні та серцево-судинними захворюваннями, а також зменшення тривалості життя. Ці зони називаються геопатогенними, і в роботі/2/наведені докази того, що наявність їх обумовлено якимось специфічним геологічною будовою.

Як показали інженерно-геофізичні дослідження, виконані за допомогою альтернативної сейсморозвідки - методу спектрально-сейсморозвідувальних профілювання (ССП), природа зон, в яких слід очікувати раптових руйнування інженерних споруд, аварій на трубопроводах, прогину рейкових шляхів, а також наявність геопатогенних, одна й та ж. При цьому виявилося, що формування цих зон відбувається на дуже великих глибинах. Тому, незважаючи на те, що метод ССП застосовується вже більше 5 років, для будівельників до цих пір дуже важко скористатися його результатами.

Справа в тому, що, згідно з азів будівельної науки, на надійність інженерних споруд впливають міцнісні характеристики грунту на глибинах, що не перевищують 10