В октябре 2017 года в Дзержинске в формате круглого стола состоялось обсуждение насущных проблем инженерно-строительного освоения закарстованных территорий.
Полагаем, что мнение принимавших участие в этом мероприятии специалистов в области инженерного карстоведения будет интересно исследователям и практикам, занимающимся вопросами оценки природно-техногенного риска и защиты сооружений от опасных природных процессов.
Данная публикация имеет целью донести позицию специалистов в области инженерного карстоведения не только до широкого круга изыскателей и проектировщиков, но и до заинтересованных представителей соответствующих органов власти и заказчиков.
16 мая 2018 года в рамках шестой секции форума «Великие реки – 2018» в Нижнем Новгороде по инициативе «ОИИС» (Нижний Новгород) состоится круглый стол на тему «Вопросы карста в современной строительной нормативной документации». В преддверии этого события и публикуется настоящий обзор.
5 октября 2017 года в Дзержинске состоялся круглый стол, посвященный вопросам инженерного карстоведения. На обсуждение специалистов, присутствовавших на «круглом столе», были предложены следующие темы:
Кроме того, в ходе дискуссии были затронуты некоторые другие вопросы инженерного карстоведения. В частности, были обсуждены спорные термины в инженерном карстоведении, некоторые выявленные феномены в карстопроявлениях, а также неоднозначная роль экспертных органов в проектно-изыскательской деятельности при строительстве в карстовых районах.
Такого рода круглый стол по предложенной тематике проводился впервые. Он был организован в соответствие с планом Международной кафедры ЮНЕСКО при Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете и приурочен к восьмидесятилетию профессора этого вуза Владимира Викторовича Толмачева. Следует отметить, что организацию мероприятия взяли на себя ООО «Призма» (Нижний Новгород) и ООО «Противокарстовая и береговая защита» (Дзержинск). В работе круглого стола приняли участие 8 организаций и 23 специалиста (см. участники круглого стола).
Как отметил в своем вступительном слове В.В. Толмачев, в настоящее время системное обсуждение проблем инженерно-строительного освоения закарстованных территорий в России настоятельно диктуется следующими обстоятельствами:
Необходим регулярный анализ особенностей развития инженерного карстоведения в нашей стране и за рубежом. Игнорирование этого приводит к недостаточной эффективности исследований, нарушению принципов ООН «устойчивого развития» территорий и, в конечном счете, к негативным последствиям социального, экономического и экологического характера (с учетом потребностей настоящего и будущих поколений).
Нередко нарушаются требования Федеральных законов России (в первую очередь, «О техническом регулировании» (184-ФЗ), «Градостроительный кодекс Российской Федерации» (190-ФЗ), «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» (384-ФЗ), «Об охране окружающей среды» (7-ФЗ). Особенно это касается оценки природных рисков и применения их в инженерной практике.
В настоящее время имеет место слишком частое и, к сожалению, недостаточно обоснованное обновление строительных нормативов федерального и ведомственного характера. Это нередко происходит без должного обсуждения этих нормативов со специалистами в области инженерного карстоведения.
Как правило, причины аварийных ситуаций не доводятся до инженерной общественности. В результате, они регулярно повторяются и становятся даже «типовыми».
Крайне полезно тесное творческое взаимодействие специалистов-«карстовиков». Например, это стало актуальным для многих специализированных («карстовых») организаций Дзержинска. В настоящее время их насчитывается не менее пяти!
После вступительного слова началась дискуссия, которая продолжалась под руководством профессора Виктора Петровича Хоменко около 4 часов.
рис 1.jpg
рис 2.jpg
На «Пивоваровском» карстовом участке имеется несколько полей карстовых воронок. Здесь наиболее интересным объектом проведённой экскурсии, очевидно, можно считать провальную воронку, образовавшуюся в результате известного «Пивоваровского» карстового провала в 1959 г. (рис. 2). Первоначальный диаметр провала составлял 16–18 м при глубине до заполнившей его воды 30 м. В районе провала карстующиеся карбонатные и сульфатные породы пермского возраста вскрыты скважиной под мощной (62 м) толщей уржумских отложений преимущественно глинисто-алевритового состава. В настоящее время на месте провала сформировалась сухая конусовидная воронка диаметром около 70 м и глубиной 23 м. Вблизи неё находятся несколько карстовых воронок различного диаметра, некоторые из них слиты в единую форму и заполнены водой («озеро Саконцево»). Ближайшая из них (в ~20 м южнее) имеет диаметр в 5 раз меньший, чем воронка Пивоваровского провала. Интересно отметить, что через неделю после экскурсии в южной части озера Саконцево произошёл провал, через который оно было практически полностью обезвожено. Внешних признаков предшественников провалообразования экскурсанты не отметили. В настоящее время «ствол» провала кольматируется и постепенно идёт восстановление уровня воды в озере.
Пивоваровский участок хорошо иллюстрирует иллюзорность достаточно расхожего мнения, что десятиметровая толща глинистых отложений, перекрывающая карстующиеся породы, надежно защищает сооружения от проявления карстовых процессов на поверхности.
При осмотре Ворсминской карстовой котловины вблизи здания больницы участникам экскурсии было показано несколько свежих карстовых воронок с незалеченными еще субвертикальными трещинами. Спустя месяц в 300 м восточнее этого здания под углом частного жилого дома был обнаружен и оперативно ликвидирован засыпкой глинистым грунтом провал диаметром 1,5 м и глубиной 4 м.
По мнению участвовавших специалистов, экскурсия была весьма полезной. Она ещё раз показала недопустимость упрощенного подхода при прогнозировании карстового процесса, справедливость вероятностной оценки карстоопасности и важность её применения в инженерной практике. Осмотренные участки поверхностных карстопроявлений могут служить хорошим полигоном для апробации различных методов изучения карста (в том числе и теоретико-расчетных) и их верификации в соответствии с требованиями современных нормативных документов.
Проведенное обсуждение проблемы устойчивого развития в карстовых районах, в том числе, карстового риска (с позиции использования данного понятия в инженерной практике) показало не только сложность этой проблемы, но и целесообразность дальнейшего изучения различных аспектов ее. Решение проблемы будет успешным, если инженеры осознают степень объективности вероятностных и вероятностно-детерминистических методов и сферы их приоритетного применения в различных природных и техногенных условиях. Об этом существует множество публикаций. Толчком в решении обсуждаемой проблемы явились положения о природно-техногенных рисках, сформулированные в Федеральных законах. К сожалению, в них отсутствуют предложения о путях назначения допустимых рисков. Применительно к карстоопасным территориям, это может привести к массовым аварийным ситуациям. В дискуссии приводились на этот счет убедительные примеры. Именно на это обстоятельство должно быть обращено внимание соответствующих государственных и общественных структур. Только констатация о наличии тех или иных карстовых рисков является лишь первым шагом. На этот счет полезно вспомнить известную пословицу: «Кто говорит А, тот должен сказать также Б».
В настоящее время имеются предложения по способам назначения допустимых рисков применительно к конкретным проектным решениям. В дальнейшем, очевидно, необходимо провести их обобщение и дополнительные исследования.
Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет: И.С. Соболь — проректор по научной работе, профессор, д.т.н.; Д.В. Монич — начальник управления научных исследований, инноваций и проектных работ, к.т.н.; В.В. Толмачев — профессор кафедры ЮНЕСКО, к.т.н.; А.В. Иванов — доцент той же кафедры, к.э.н.
Московский государственный исследовательский строительный университет: А.А. Лаврусевич — заведующий кафедрой «Иженерные изыскания и геоэкология», профессор, д.г-м.н.; В.П. Хоменко — профессор той же кафедры, д.г-м.н.; М.М. Уткин –аспирант.
Пермский государственный исследовательский университет: В.Н. Катаев – декан геологического факультета, заведующий кафедрой динамической геологии, профессор, д.г-м.н.
Институт геоэкологии РАН им. Е.М. Сергеева (Москва): А.В. Аникеев — гл. научный сотрудник, д.г-м.н.
ООО «Дзержинская карстовая лаборатория»: М.В. Леоненко — директор, к.г-м.н., О.В. Юргин — гл. геолог, к.т.н.
АО «Стройкарст» (Дзержинск): Б.А. Гантов — ген.директор, заслуженный геолог России; О.Р. Максимова — вед. специалист; Т.Ф. Мамонов — вед. специалист; А.Н. Чечунов — исп. директор;
ООО «Противокарстовая и береговая эащита» (Дзержинск- Пермь): заместители ген. директора Н.Е. Копусов и А.В. Смирнова, Д.Р. Золотарев — научный сотрудник, к.г-м.н.
НИИПТМ -17 (Нижний Новгород, Дзержинск): Л.В. Жукова — директор.
В дискуссии приняли участие также другие специалисты, плодотворно сотрудничающие с В.В. Толмачевым: Р.Б. Давыдько — географ-геоморфолог. С.А. Махнатов — магистр по направлению «Строительство», Н.А. Сураев и Л.А. Cтолбовва – переводчики.
7-ФЗ. Об охране окружающей среды
184-ФЗ. О техническом регулировании.
190-ФЗ. Градостроительный кодекс Российской Федерации.
384-ФЗ. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений
СП 11-105-97, ч.II. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов.
СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений.
СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений.
СП 14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах
СП 58.13330.2012. Гидротехнические сооружения. Основные положения.
СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты.
СП 47.13330.2012. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.
СП 116.13330.2012. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических. Основные положения.
ГОСТ 27751-2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения.
Временные указания по проектированию зданий и сооружений в районах г. Москвы с проявлением карстово-суффозионных. Москва. 1978.
Инструкция по проектированию зданий и сооружений в районах г. Москвы с проявлением карстово-суффозионных процессов. Москва. 1984.
ТСН-302-50-95-РБ. Инструкция по изысканиям, проектированию, строительству и эксплуатации зданий и сооружений на закарстованных территориях Республики Башкортостан. Уфа, 1996.
ТСН 22-308-98 НН. Инженерные изыскания, проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений на закарстованных территориях Нижегородской области. Нижний Новгород, 1999.
ТСН 11-301-2004 По. Инженерно-геологические на закарстованных территориях Пермской области. Пермь, 2004.
ТСН 31-11-06 Пк. Проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений на закарстованных территориях Пермского края. Пермь, 2006.
Рекомендации по проведению инженерных изысканий, проектированию, строительству и эксплуатации зданий и сооружений на закарстованных территориях Нижегородской области. Нижний Новгород, 2012.
Рекомендации по инженерно-геологическим изысканиям и оценке территорий в карстовых районах СССР. Москва, 1967.
Рекомендации по проектированию зданий и сооружений в карстовых районах СССР. Москва, 1967.
Рекомендации по проектированию фундаментов на закарстованных территориях. НИИОСП, 1985.
Рекомендации по использованию инженерно-геологической информации при выборе способов противокарстовой защиты. М., Стройиздат, 1987.
Руководство по инженерно-геологическим изысканиям в районах развития карста. ПНИИИС, 1995.
Аникеев А.В. Провалы м воронки оседания в карстовых районах: механизмы образования, прогноз и оценка риска. М.: РУДН, 2017. — 387 с.
Кутепов В.М., Кожевникова В.Н. Устойчивость закарстованных территорий. М.: Наука, 1989. — 151 с.
Маслов Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов. М.: Высшая школа, 1982. – 511 с.
Москва: геология и город / Гл. ред. В.И. Осипов, О.П. Медведев. М.:АО «Московские учебники и картолитография, 1997. – 400 с.
Толмачев В.В., Троицкий Г.М., Хоменко В.П. Инженерно-строительное освоение закарстованных террторий. М.: Стройиздат, 1986. — 177 с.
Толмачев В.В., Ройтер Ф. (при участии Хоменко В.П.,Зудерлау Г., Молека Х.). Инженерное карстоведение. М.: Недра, 1990. — 152 с.
Хоменко В.П. Карстово-суффозионные процессы и их прогноз. М.: Наука, 1986. – 97 с.
Хоменко В.П. Закономерности и прогноз суффозионных процессов. М.:ГЕОС, 2003. – 216 с.
Шахунянц Г.М. Земляное полотно железных дорог. Вопросы проектирования и расчета. М.: Трансжелдориздат, 1953. – 827.
Aderhold G. Klassikation von Erdfдllen und Senkungsmulden in Karstgefдhrdeten Gebieten Hessens. Wiesbaden, HLUG, 2005. – 100 S. (Монография переведена В.В. Толмачевым на русский язык. 2010, ННГАСУ).
Karst management / Ed. P. E. van Beynen. Springer, Dordrecht, 2011. 489 p.
Reuter F., Tolmaиev V.V. Bauen und Bergbau in Senkugs – und Erdfallgebieten. Berlin, Akademie-Verlag, 1990. 177 S.
Sowers G.F. Building on sinkholes. New York, ASCE press. 1996. 202 p.
Аникеев А.В. Шкала карстово-суффозионной опасности и риска // Материалы Международного симпозиума «Экологическая безопасность и строительство в карстовых районах», 26 – 29 мая 2015 — Пермь 2015. С. 154-158.
Аникеев А.В. Опасность и риск образования воронок повала и оседания в карстовых районах: основные показатели, подходы и способы оценки // Инженерная геология, 2016, №5. С. 10–18.
Леоненко М.В., Толмачев В.В. Анализ причин повреждения промышленного здания в г. Туле вследствие карстовых провалов // Проблемы механики грунтов и фундаментостроения в сложных грунтовых условиях. Том 2. Уфа, 2006. С. 86 – 90.
Миронов В.А. Сравнительная оценка методов прогнозирования диаметров провалов // Сб. «Современные методы получения и обработки информации при инженерно-геологических изысканиях», М. 1990. С. 68–78.
Мулдер Э., Осипов В.И., Кутепов В.М., Толмачев В.В., Макаров В.И., Миронов О.К., Катаев В.Н., Еремина О.Н. К оценке опасности и риска на городских и промышленных закарстованных территориях на примере опорных участков в Москве и Дзержинске // Материалы Международного симпозиума «Карстоведение – XXI век: теоритическое и практическое значение». Пермь, 2004. С. 29 – 36.
Мулюков Э.И., Колесник Г.С., Урманшина И.Э. История строительства и ликвидации здания, построенного на палеокарстовых воронках // Проблемы механики грунтов и фундаментостроения в сложных грунтовых условиях. Том 2. Уфа, 2006. С. 98 – 106.
Петрухин В.П., Шулятьев О.А., Толмачев В.В., Безволев С.Г., Мозгачеа. Карстологические аспекты проектирования и строительства зданий и сооружений жилого микрорайона в Павшинской пойме // Материалы конференции «Геотехнические проблемы проектирования зданий и сооружений на карстоопасных территориях» (22 – 23 мая 2012, Уфа), Уфа. С. 90 – 101.
Толмачев В.В. Разрушение промышленного здания г. Дзержинске вследствие карстового провала как результат комплекса управленческих и инженерных ошибок // Труды Международной конференции по геотехнике «Взаимодествие сооружений и оснований. Методы расчета и инженерная практика. С-Петербург, 2005. – С. 329 – 333.
Толмачев В.В. Оценка рисков при строительстве в карстовых районах // X научно-практическая конференция «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций. Оценка рисков возникновения чрезвычайных ситуаций. Москва: МЧС России, 5 -6 октября 2010. С. 282 – 290.
Толмачев В.В. Принципы устойчивого развития территорий в карстовых районах и примеры из практики их применения // Геоэкология, 2014, № 1. – С. 3 – 9.
Толмачев В.В. Нормативно-методическая база строителства в карстовых районах России: критический анализ, предложения по совершенствованию // Материалы Международного симпозиума «Экологическая безопасность и строительство в карстовых районах», 26 – 29 мая 2015 — Пермь 2015. С.42 – 47.
Толмачев В.В., Троицкий Г.М. Определение расчетного размера карстового провала при проектировании противокарстовых фундаментов // Основания, фундаменты и механика грунтов, №2.- С. 22 – 24.
Толмачев В.В., Леоненко М.В., Махнатов С.А., Уткин М.М. Использование понятие карстового риска при инженерно-строительном освоении закарстованных территорий // Материалы конференции «Геотехнические проблемы проектирования зданий и сооружений на карстоопасных территориях» (22 – 23 мая 2012, Уфа), Уфа. С. 233 – 240.
Толмачев В.В., Леоненко М.В. Стохастические методы прогноза карстовой опасности: мировой опыт, проблемы // Труды конгресса Международного научно-производственного форума «Великие реки -2017. Нижний Новгород. ННГАСУ, 2017.
Хоменко В.П. Карстово-обвальные провалы «простого» типа // Инженерная геология, 2009, № 4. С. 40 – 48.
Хоменко В.П. Карстовое провалообразование: механизм и оценка опасности // Материалы Международного симпозиума «Экологическая безопасность и строительство в карстовых районах», 26 – 29 мая 2015 — Пермь 2015. С.50 – 59.
Katzenbach R. Baugrundrisiko – Wer ist welchen Fдlen verantwertlich ? // Vortrдge zum 2. Darmstadter Geotechnik-Kolloquim. 1995.
Sorochan E.A., Troizky G.M., Tolmachev V.V., Klepikov S.N., Meteluk N.S., Grigoruk P.D., Khomenko V.P. Antikarst protection for building and structures /XI International society for soil mechanics and foundation engineering, San Francisko 1985. P. 2457 – 2460.
Tolmachev V.V., Leonenko M.V. Experience in collapse risk assessment of building on covered karst landscapes in Russia / Karst management (Ed. P. E. van Beynen). Springer, Dordrecht, 2011. — P. 75 – 102.
наверх
Поделиться
Поделиться
Скопировать ссылку
Оформить подписку