Учебно-методическое пособие Санкт-Петербург 2010 удк ббк рецензент

Искусственные факторы подтопления

Естественно сложившиеся благоприятные гидрогеологические условия осваиваемой или эксплуатируемой территории могут быть нарушены в результате строительной и хозяйственной деятельности человека. Иногда удобные для строительства и эксплуатации территории с относительно глубоким залеганием подземных вод в результате этой деятельности подтопляются и даже заболачиваются.

Такое искусственное подтопление чаще всего происходит на территориях, сложенных слабо проницаемыми грунтами, как, например, лёссами, суглинками, супесями и глинистыми песками. На площадках, сложенных хорошо фильтрующими песчано-гравийно-галечниковыми и трещиноватыми породами, подтопление встречается редко, за исключением случаев искусственного подпора воды в водоемах.
Искусственное подтопление в известной мере ослабляется при густой гидрографической сети. Но все же наличие вблизи площадок глубоких долин с крутыми склонами еще не является препятствием для подтопления в тех случаях, когда территории сложены слабопроницаемыми грунтами и подвержены интенсивному искусственному обводнению.
Искусственное подтопление территорий может возникнуть в результате:
а) ухудшения естественных условий стока ливневых и талых вод и несоблюдения требований нормальной эксплуатации временных водных коммуникаций в процессе строительства;
б) ухудшения естественных условий стока ливневых и талых вод, а также нарушения нормальных условий работы водных коммуникаций и водосборников на территориях действующих промышленных предприятий и городов;
в) строительства гидротехнических сооружений в районе промышленных предприятий и городов.
Причины нарушения стока ливневых и талых вод при строительстве следующие:
- снятие растительного покрова;
- беспорядочное устройство различного рода котлованов, выемок без надлежащего их ограждения, насыпей;
- несвоевременное осуществление вертикальной планировки и водосточной сети;
- прокладка временных подъездных путей без водовыпусков и водоотводных канав;
- неправильное расположение зданий - длинными сторонами нормально к направлению уклона местности.
Перечисленные нарушения приводят к скоплению и застаиванию их на территории в искусственно созданных понижениях (котлованах, выемках, ямах) и перед преградами (насыпями, подъездными путями, зданиями). За­держиваемые таким образом воды, в особенности при отсутствии растительного покрова, интенсивно инфильтруются в грунт и вызывают постепенное повышение уровня подземных вод.
Этому также способствуют утечки воды из временных водопроводов вследствие неудовлетворительного их выполнения и работы. В местах водозабора часто можно наблюдать скопле­ние воды из-за отсутствия или неудовлетворительной работы лотков, отводящих воду за пределы территории. Источниками существенной инфильтрации воды в грунт являются также промывочные установки при отсутствии организованного отвода промывочной воды.
Интересный случай подтопления имел место на площадке строительства автозавода. Для строительства была выбрана территория на водораздельном участке, относительно высоко приподнятом над местной гидрографической сетью. Рельеф площадки спокойный и имеет уклон к примыкающей речке. Возвышенное положение площадки благоприятствовало естественному стоку ливневых и талых вод и ее дренированию, поэтому возможность подтопления, на первый взгляд, казалась мало вероятной, между тем в результате строительных работ первой очереди, проведенных без достаточного учета гидрогеологических особенностей площадки, произошло ее подтопление.
Разведочными работами до начала строительства было установлено, что площадка на глубину до 25 мсложена лёссовидными легкими суглинками и супесями, в которых содержатся линзы и прослои более плотных тяжелых суглинков. Последние служили водоупорной постелью для верховодки, залегавшей на глубине от 1,5 до 5,5 мот поверхности земли, ниже отметок оснований подземных сооружений (рис. 2.1.3).



Рис.2.1.3. Подтопление промышленной площадки автозавода в результате нарушения поверхностного стока
1 – лессовидные супеси; 2 – тяжелые суглинки; 3 – уровень подземных вод до строительства; 4 – уровень подземных вод через 5 лет

Вскоре после окончания исследований на площадке было построено несколько корпусов, которые располагались своими длинными сторонами нормально к направлению уклона местности, и были проложены подъездные железнодорожные пути. Планировка не была осуществлена. Через год строительство было законсервировано, при этом некоторые корпуса остались незаконченными — возведены были лишь фундаменты и стены, котлованы и ямы остались незасыпанными.

Спустя 5 лет, при возобновлении строительства оказалось, что гидрогеологические условия площадки резко изменились, так как подземные воды приобрели повсеместное распространение,аих уровень настолько повысился, что местами достиг поверхности земли, при этом значительная часть площадки оказалась заболоченной. В заброшенных ямах и котлованах, а также внутри незаконченных корпусов началось бурное развитие болотной растительности.
Причиной подтопления послужили искусственно задержанные в котлованах, за путями и зданиями талые и ливневые воды и их усиленная инфильтрация в лёссовидную толщу пород. Для ликвидации подтопления и осушения заболоченных участков были запроектированы разветвленный дренаж и водосточная сеть.
Таким образом, большое значение при проведении строительных работ имеет организация стока ливневых и талых вод, правильное расположение зданий и своевременная заделка котлованов после их вскрытия и возведения фундаментов.
Причинами подтопления на территориях городов и предприятий служат: утечки из водопроводно-канализационных сооружений, неорганизованный сброс промышленных вод, устройство поглощающих колодцев для спуска поверхностных или отработанных вод в породах, неспособных поглотить сбрасываемые воды, неисправная работа ливневой сети, несвоевременное или неправильное выполнение вертикальной планировки, отсутствие или засорение водовыпусков через железнодорожные или трамвайные пути и, наконец, неправильное расположение отвалов шлака и золы.
В практике значение перечисленных факторов часто не учитывается и они, действуя в течение более или менее длительноговремени, приводят к интенсивному подтоплению значительных территорий и вызывают серьезные осложнения в жизнедеятельности поселения или предприятия.
При этом имеют большое значение гидрогеологические особенности района, часто предопределяя, при прочих равных условиях, интенсивность и масштабы подтопления.
Наиболее мощными источниками искусственного подтопления являются утечки из водопроводных сооружений и сети. Водопроводная сеть, как правило, дает некоторые утечки воды, которые, в общем, мало влияют на обводнение грунтов, но при авариях эти утечки могут служить причиной подтопления. Вследствие того, что аварии часто подолгу остаются необнаруженными, это подтопление приводит к тяжелым последствиям.
Повреждения водопроводной арматуры, расположенной в смотровых колодцах, в тех случаях, когда колодцы не имеют надежной гидроизоляции, также приводят к обводнению грунтов.
Неправильное расположение отвалов шлака и золы (когда последние препятствуют нормальному стоку ливневых вод или естественному дренажу подземных вод) может вызвать подтопление территорий. В отдельных случаях причиной подтопления могут служить неисправности в работе имеющихся на территории дренажных сетей.
При подтоплении многие из перечисленных факторов проявляют себя одновременно; при этом правильная оценка удельного значения каждого из них имеет большое практическое значение.
Подтопление за счет утечек воды из водопроводно-канализационных сооружений проявляется не только в условиях заложения их в слабоводопроницаемых породах. При значительных утечках оно возможно также и в хорошо проницаемых породах и при благоприятных условиях дренирования подземных вод гидрографической сетью. Утечки из водопроводно-канализационных сооружений особенно опасны в районах, сложенных лёссами и лёссовидными породами. Вследствие слабой водопроницаемости этих пород в горизонтальном направлении даже незначительные утечки воды приводят к быстрому повышению уровня подземных вод.