ВЛИЯНИЕ АКТИВНЫХ РАЗЛОМОВ НА ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ОБЪЕКТАХ СТРОИТЕЛЬСТВА
Молодан, В.И. Алехин
Донецкий национальный технический университет
VI Международная научная конференция аспирантов и студентов "Охрана навколишнього середовища та раціональне використанні природних ресурсів"
При строительстве небольших инженерных объектов в сейсмически стабильных регионах редко учитывается наличие и геодинамическое состояние разломов под площадью строительства. Причин тому несколько. Во-первых, картирование зон активных разломов является, как правило, не простой задачей ввиду их узколокального характера. Во-вторых, нет стандартов, которые бы регламентировали проектирование, геологические изыскания, а также процессы строительства и эксплуатации инженерных объектов в условиях этих зон.
Отсюда очевидно, что большинство специалистов не предполагают, какое влияние могут оказывать активные разломы на геологическую среду в контексте данного вопроса. Однако не следует упускать из виду участие активных геодинамических зон в изменении инженерно-геологических условий. Интенсивней идёт коррозия, что способствует авариям коммуникаций и трубопроводов. Причиной этого является разрыхление и повышение проницаемости пород в зонах разломов. Деформации грунта и его обводнение на участках залегания разлома приводит к проседанию конструкции и к её ускоренному разрушению. Кроме того, циклически действующие деформации в зонах разломов приводят к усталостному воздействию на бетон или металл, следствием чего может быть их ранний выход из строя.
Даже стабильные разломы, находясь в условиях урбанизированных территорий могут активизироваться за счет техногенных процессов и продолжать находится в состоянии тектонической активности длительный период.
Изучение активных геодинамических зон таких разломов на урбанизированных территориях является весьма важной задачей геоэкологических исследований. Наличие подобных зон определяет особенности распределения напряженного состояния массивов горных пород, развитие участков повышенной трещиноватости и проницаемости, что, в свою очередь, связано с устойчивостью оснований инженерных сооружений, особенностями циркуляции подземных вод, интенсификацией неблагоприятных геологических и техногенных процессов. Активные геодинамические зоны могут контролировать проникновение химических загрязнителей в геологическую среду, влиять на окружающий ландшафт, биологические объекты, на здоровье человека. Наличие геодинамических зон может существенно снижать ценность земельных ресурсов и влиять на уровень земельной ренты в пределах городских территорий.
Для исследования влияния активных разломов на показатели грунтовых вод автором проведен анализ поведения этих показателей в геодинамических зонах активных разломов на участке строительства нового стадиона «Шахтер»
В ходе выполнения работы были использованы данные ДГП «Донбассстрой изыскания», полученные в процессе исследования площади, отведенной под строительство стадиона. Объектом исследования являются грунтовые воды, залегающие в зоне активных разломов, предметом исследования – химические показатели грунтовых вод и их зависимость от расположения разломов.
Были проанализированы такие показатели как pH, cодержание сульфатов, хлоридов, нефтепродуктов, фенолов, отдельных элементов и др. Анализы выполнены по пробам, отобранным из буровых скважин. Для установления местоположения разломов на участке была проанализирована геологическая карта данной площади. По данным химанализа грунтовых вод с привлечением компьютернх программ составлены карты-схемы распределения показателей по площади. Примером одной из таких схем является карта-схема распределения pH (рис.1). Значения показателя здесь изображено в виде изолиний и полей разного цвета. При этом самые светлые участки схемы отображают наибольшие значения показателя.
Анализ приведенной в тексте карты-схемы показывает, что участки с максимальными значениями pH расположены вдоль линий наиболее активных разломов, либо смещены на юго-восток - в сторону направления потока грунтовых о вод. Такими разломами оказались Французский (СВ простирание) и Коксовый (СЗ простирание) надвиги. На схемы видны два направления, вдоль которых расположены участки максимальнх значений показателя. Одно из них простирается с юго-запада на северо-восток и соответствует геодинамической зоне Французского надвига, другая линия простирается c северо-запада к центру схемы, что соответствует положению геодинамической зоны Коксового надвига. Точка соприкосновения двух линий соответствует месту расположению геодинамического узла двух этих надвигов.
Условные обозначения:
- изолинии распределения показателя
- линии предполагаемых разломов
Рисунок 1.Схемы распределения показателей pH.
Такая же картина наблюдается и для других показатеей грунтовых вод.
Результаты исследований показывают очевидное влияние разломов на химизм подземных вод. Разломы являются хорошим «поставщиком» химических соединений, в том числе и тех которые способствуют повышению агрессивности среды, что не лучшим образом сказывается на бетонных конструкциях. Вдоль разломов идет поток агрессивных глубинных газов, которые создают патогенную обстановку и создают ненормальные условия для жизнедеятельности.
Уменьшить влияние негативных факторов возможно конструктивным путём, предусмотрев их на стадии проектирования. При этом следует использовать при строительстве более стойкие марки бетона, изолировать фундамент сооружения от влияния подземных вод, лучше продумать расположение сооружения.