Реклама
Цікаво

Взаємодія підземного об'єкта з навколишнім природним середовищем. Частина 2



  Взаємодія підземного об'єкта з навколишнім природним середовищем. Частина 2 Однією з найбільш важливих завдань геомеханічного забезпечення є контроль і управління деформаційними процесами, що протікають в масиві гірських порід і на його поверхні. У процесі зведення підземної споруди порушується природна рівновага масиву гірських порід, що може призводити до деформацій і переміщень. При цьому, безпосередньо над виробленням, утворюється зона обвалення (рис. 4.2), над якою породи, прогинаючись, втрачають суцільність і в них з'являються тріщини. Ще вище товща гірських порід розшаровується і шари прогинаються без утворення тріщин. Розташовані над виробленням будівлі та споруди можуть зазнавати певних деформації. Якщо вони не призводять до руйнування будівель і споруд, не перешкоджають їх експлуатації за прямим призначенням і не створюють небезпечних умов для знаходяться в них людей, то такі деформації називають допустимими. Величини допустимих деформацій визначаються спеціальним розрахунком. Сутність розрахунку базується на залежності зони впливу підземної споруди від глибини закладення: зі збільшенням глибини закладення зростає зона впливу, але зменшуються деформації поверхні. Потім розраховують деформації споруд, що знаходяться в зоні впливу виробки.

Взаємодія підземного об'єкта з навколишнім природним середовищем. Частина 2

Взаємодія підземного об'єкта з навколишнім природним середовищем. Частина 2

Далі визначають величину осідання гірських порід над покрівлею тунелю, при яких деформацій земної поверхні не перевищать допустимих значень. На підставі отриманих результатів вибирають спосіб ведення прохідницьких робіт, види кріплення, типи застосовуваних машин і механізмів. Підземні води являють собою найбільш динамічну компоненту геоекологічної середовища, вплив якої особливо сильно проявляється в умовах щільної забудови міських територій. При розробці проектів будівництва підземних і заглиблених споруд необхідно проводити прогнозування гідрогеологічних умов освоюваної території на різні періоди часу: короткострокове прогнозування - на період виконання робіт нульового циклу; середньострокове прогнозування - на період виконання основних будівельно-монтажних робіт і введення об'єкта в експлуатацію; довгострокове - на період експлуатації об'єкта. Термін прогнозу багато в чому визначає його точність: чим більше термін, тим менше точність прогнозу. Тому складені прогнози необхідно коригувати на підставі гідрогеологічного моніторингу, формування та використання інформаційного банку даних. Недостатньо повне вивчення і врахування інженерно-геологічних та гідрогеологічних умов району будівництва може призвести до катастрофічних наслідків, як, наприклад, це сталося в 1998 році при будівництві тунелю діаметром 4 м, що йде під вулицею Велика Дмитрівка від Охотного ряду до Страсного бульвару в Москві.

Тунель довжиною 740 м споруджувався щитовим способом в умовах щільної міської забудови історичної на глибині 20-30 м. При раптовій зустрічі з водоносними пісками, проникли в тунель, на поверхні відбулося утворення воронки діаметром близько 30 м і об'ємом близько 500 м3. У 1995 році відбулося руйнування і затоплення центральної частини перегінного тунелю метрополітену в Санкт-Петербурзі, що перетинає палеодолини в районі станції Площа Мужності. В якості причин фахівці розглядають спільне дію недосконалості конструкції тунелю,, побудованого в 1971-1975 роках, і прояви низки інженерно-геологічних та гідрогеологічних факторів, проігнорованих при проектуванні. 2. Під час будівництва - екологічна оцінка: технології виробництва робіт, ліквідації будівельного майданчика, загального благоустрою території. Наприклад, при зведенні гірського тунелю Адлер в Швейцарії вийняту породу використовували для засипання відпрацьованого гравійного кар'єру в зоні північного порталу тунелю. Гумусові грунту, розроблені на ділянці відкритих робіт, використовували для рекультивації території, порушеною при будівництві, що дозволило відновити первісний ландшафт і провести на окремих ділянках додаткові лісопосадки [Дайджест зарубіжної інформації, 1996]. Найбільш суттєве втручання в екологію підземного простору відбувається на етапі будівництва підземної споруди, тому що наслідки техногенного втручання в існуючу екосистему мають незворотній характер. При веденні підземних робіт в міських умовах, крім цього, необхідно звертати увагу на збереження будівель і споруд і на зміну гідрогеологічного режиму підземних вод. З точки зору екологічності всі технології виробництва підземних робіт можна підрозділити на: технології, невраховуваних екологічні вимоги; технології, що враховують екологічні вимоги в неявному вигляді; технології, в яких екологічність вторинна по відношенню до економічності; технології, спрямовані на мінімізацію негативного впливу на природне середовище. Багато років при будівництві підземних споруд використовувалися технології 1-го і, частково, 2-го типів. Ніяк не враховувалася зміна суцільності скельного масиву при проведенні буропідривних робіт, вплив цементаційних завіс і дренажів на гідравлічний режим підземних вод, можливість повного осушення водоносних горизонтів і багато іншого.

Вплив споруджуваного підземного споруди на екологію підземного простору враховувалося лише в тому випадку, якщо зміна інженерно-геологічних та гідрогеологічних умов вміщує масиву могло позначитися на надійності та безпеки самої споруди. В останні роки, як за кордоном, так і в нашій країні, пріоритет віддається технологій 3-го і 4-го типів. Згідно МГСН 1.01-98 ... при розробці проектної документації повинна забезпечуватися пріоритетність питань охорони навколишнього середовища, раціонального природокористування, захисту здоров'я та формування екологічно безпечного середовища існування. При виборі способу виробництва робіт все частіше перевага віддається найбільш екологічним способам будівництва. До них можна віднести: 1. будівництво стовбурів бурінням; 2. способи безтраншейної прокладки інженерних комунікацій ють; 3. спосіб стіна в грунті; 4. новоавстрійскій тунельний метод (НАТМ); ??5. випереджаюче екран; 6. щитової і механізований способи проходки, в тому числі з вантажем вибою. Застосування спеціальних методів будівництва у складних інженерно-геологічних умовах, зокрема, пеногрунтово-гопрігруза забою при щитовій проходці перегінного тунелю метрополітену, розташованого в алювіальних породах в м. Валенсія (Іспанія), дозволило витримати середні значення допустимих осідань земної поверхні в межах 3 мм. Використання милообразной піни, крім зниження проникності та підвищення стійкості грунтового масиву, підвищує в'язкість виймальної породи. При цьому поліпшуються її технологічні властивості, знижується абразивність піщаних і гравійних фракцій, підвищуються експлуатаційні характеристики прохідницького комплексу в цілому. Екологічно безпечні технології будівництва та експлуатації підземних об'єктів дозволяють досягти нового рівня освоєння підземного простору за рахунок: - більш широкого використання підземного простору, як середовища проживання людини; - розширення областей застосування щитової і механізованої проходки і НАТМ; - творчого використання підземного простору, будівництва підземних споруд нового покоління і раз витія підземних інфраструктур з урахуванням вимог екології; - застосування сучасних підходів до проектування підземних споруд, що базуються на таких дисциплінах, як під земна архітектура, будівельна геотехнологія, геоніка і пр.

Ще одним важливим аспектом підземної екології є Захист підземних виробок та приміщень від підвищених концентрацій радону. Радон повсюдно надходить в атмосферу з товщі землі, проте його концентрації в атмосферному повітрі дуже незначні. У закритих підземних приміщеннях ці концентрації, досягнувши певних величин, можуть завдати шкоди здоров'ю людей. Найбільш ефективним способом зниження концентрації радону є правильно підібрана і спрямована вентиляція. При цьому не рекомендується організовувати циркуляцію по приміщенню одного і того ж повітря. Кількість радону, що надходить з підземних вод, знижуються шляхом ретельно організованою і виконаною гідроізоляції та дренажу. В останні десятиліття при будівництві підземних споруд як в нашій країні, так і за кордоном, все більша увага приділяється інформаційному забезпеченню будівництва. Причинами протестів місцевого населення проти будівництва є: шуми, вироблені буровим, вентиляторним і компресорним устаткуванням і виникають при роботі будівельних машин, механізмів і при проведенні буропідривних робіт; пил, що піднімається, під час будівельно-монтажних роботах, а також деякі соціальні та суб'єктивні фактори. З цими проблемами стикаються як вітчизняні, так і зарубіжні тоннелестроітелі, що призводить до необхідності проведення роз'яснювальних бесід з місцевими жителями і широкого розповсюдження інформації про будівництво. При будівництві тунелю Бірменсдорф поблизу Цюріха (Швейцарія) протяжністю 5,4 км нормальне ведення робіт стало можливим тільки після докладних роз'яснень і детального інформування місцевого населення про виконуваних роботах [Datteln, 1998]. У США при проектуванні і будівництві підземних споруд в обов'язковому порядку враховуються вплив на навколишнє середовище і думка населення, що живе в районі будівництва [Brierley, Smith, 1998].

Фінськими будівельними нормами рекомендується завчасно повідомляти мешканців будинків, розташованих у радіусі не менше 100 м від місця ведення підземних робіт. У повідомленні повинні вказуватися: призначення будівельного майданчика, фірма-будівельник, підрядник, терміни будівництва та телефони для отримання додаткової інформації та подання можливих скарг [Саарі, Рейністпо, Лайне, 1993]. Вважається, що правдива інформація про прохідницьких роботах дозволить послабити упереджене до них ставлення і скоротити кількість скарг з боку місцевого населення. 3. На період експлуатації - розробка системи управління навколишнім середовищем у відповідності з ГОСТ Р ИСО 14001-98. Система управління навколишнім середовищем є спільною частиною адміністративного управління та включає в себе необхідні організаційні структури, розроблені процедури та ресурси для розробки, реалізації та підтримки програми екологічної безпеки підземелля на весь період експлуатації. Наприклад, при проникненні води з експлуатованого підземної споруди в гірський масив можливе часткове або повне руйнування гірських порід за рахунок хімічної суфозії, призводить до утворення карстів. Найбільшою розчинністю володіють: галоїди (кам'яна та калійна солі), сульфати (гіпс, ангідрит) і карбонати (вапняки, доломіти, мергелі, крейда). На рис. 43 наводиться приклад утворення карсту за рахунок проникнення води з напірного тунелю в гірський масив, що містить включення гіпсу. На ділянці довжиною 4 м сталося опускання підошви тунелю на 15 см. Після видалення ушкодженої частини облицювання була виявлена ??карстова порожнина шириною 2 м і глибиною в кілька метрів. Порожнина була забетонована, а на ділянці тунелю довжиною 69 м була виконана додаткова залізобетонна облицювання {Волков, Воро-нецький, Зурабов, Бугаєва, 1945].

4. На період реконструкції чи ліквідації об'єкта - облік впливу процесу реконструкції або ліквідації підземної споруди на ситуацію, екосистему. В останні роки однією з найбільш важливих проблем міських агломерацій стають невживані і занедбані підземні споруди: підвали будинків, штреки метро, ??вентиляційні ходи, невикористовувані підземні споруди промислового, цивільного і спеціального призначення, зокрема, об'єкти цивільної оборони [Конюхов, Говорова, 2000]. Інструкція про порядок ліквідації та консервації підземних споруд, не пов'язаних з видобуванням корисних копалин, затверджена Постановою Держнаглядохоронпраці України № 34 від 02.06.98 р. передбачає необхідні заходи, в тому числі екологічної спрямованості, пов'язані з ліквідацією та консервацією підземних споруд. У проекті ліквідації або консервації підземної споруди повинні бути розроблені технічні рішення і заходи щодо: - забезпечення стійкості виробок або їх штучного ному обвалення для запобігання провалів і неприпустимих деформацій земної поверхні; - запобіганню забруднень геологічної, гідрогеологічної середовища і водних об'єктів; - ліквідації провалів, тріщин , локалізації небезпечних ділянок; - рекультивації порушених територій; - запобіганню потрапляння в підземні виробки людей і тварин. При ліквідації підземних споруд під забудованими територіями необхідно передбачати закладку (заповнення) виробок, розташованих вище безпечної глибини. При цьому необхідно передбачити технічне забезпечення спостережень за станом підземної споруди і його впливу на навколишнє середовище (гірничо-екологічний моніторинг) на період консервації або стабілізації гідродинамічного режиму і процесів зрушення гірських порід і земної поверхні при ліквідації підземної споруди. Незважаючи на прийняття відповідних законодавчих положень аналіз сучасного стану підземного простору Москви, Санкт-Петербурга, Самари та інших міст нашої країни вказує на практично повну відсутність своєчасно проведених заходів з ліквідації або консервації підземних виробок. Існуюча ситуація призводить до численних провалів земної поверхні та виникнення аварійних ситуацій.

Взаємодія підземного об'єкта з навколишнім природним середовищем. Частина 2

Copyright © 2015. Всі права захищені. Копіювання матеріалів припустиме лише з посиланням на наш сайт