Неотектонические движения блоков земной поверхности вблизи г. Уфы. Ключевые слова: гис геоинформационные системы, надвиги, сдвиги, геодинамические зоны, разрушение опор мостов на пересечениях разломов, карст, тиксотропия, дилатансия, разжижение



Скачать 90.62 Kb.
Дата02.05.2016
Размер90.62 Kb.
Авторы: Хафизов Ф.Ш.- д.т.н., профессор УГНТУ, Давлетов М.И. горный инженер-геолог.

Неотектонические движения блоков земной поверхности вблизи г. Уфы.

Ключевые слова: ГИС - геоинформационные системы, надвиги, сдвиги, геодинамические зоны, разрушение опор мостов на пересечениях разломов, карст, тиксотропия, дилатансия, разжижение грунтов, промышленная и пожарная безопасность.

При дешифрировании космических снимков в лаборатории структурной геологии института геологии УНЦ РАН, выяснилось, что территория г. Уфы разбита густой сетью крупных разломов. Причем на пересечении их, в узлах, происходят самые большие разрушения зданий и сооружений в наши дни. Нужно учитывать, что большинство территории Башкирии находится в зоне развития карстовых пород, в том числе и г. Уфа. Известно, карст [11] особенно сильно развивается по зонам разломов. При проведении плановых работ по замене устаревших трубопроводов в Стерлитамакском, Илишевском, Янаульском районах РБ было установлено: происходят быстрые вертикальные движения блоков земной коры палеозойского возраста - надвиги до 27-67мм/год. По данным института геологии уфимского научного центра РАН по зоне Дудкинского сдвига (175км) произошло смещение границ неогеновых пород до 300м, что говорит о большой активности тектонических движений вблизи г. Уфы. Это также подтверждает разрушение опоры автомобильного моста через р. Белую из Уфы в Затон. Опора попала на пересечение Дудкинского сдвига (Фото 1) и оперяющего разлома Четырманово - Турбаслинского надвига (55км – Фото 2).

Геологическое строение района г.Уфы – сложное: достаточно обратить внимание на геоморфологическое положение, с трех сторон город окружают реки, проложившие себе русло по зонам разломов. Нужно также принять во внимание литологию – половина пород района доломиты, известняки, по которым развит карст. Карстовые явления в районе г. Уфы начали изучать с конца XIX века. При оценке устойчивости железнодорожного полотна Д.Л.Ивановым в 1894-1896 гг. были обобщены сведения о карстовых провалах в воронках Уфимского косогора. С конца прошлого века, сразу после ввода в эксплуатацию железной дороги в пределах ее полотна (1622-1629км железной дороги Уфа-Челябинск) стали образовываться воронки и провалы.






Фото 1. Автомобильный мост через р.Белую в Затон. Дудкинский сдвиг (на фото видны левый и правый борта - по краям снимка ) в рельефе выражен большим оврагом северо-западного простирания, шириной до 500метров. На фото видно, что на наблюдаемой территории расположено не менее 100 зданий и сооружений.



Фото 2. Разлом по р.Белой зоны Четырмано-Турбаслинский надвига ( северо-восточного простирания). В рельефе разлом выражен как русло реки Белой шириной до 200метров.


Рис. 1 Схема расположения автомобильного моста через р. Белую из г. Уфы в Затон. На схеме показаны две точки аномальных колебаний до 10см по вертикали (при движении бензовоза Камаз с прицепом при скорости 30 км/час). По классификации инженерной геологии (физико-химической механики дисперсных грунтов), эта зона тиксотропии, дилатансии и разжижения грунтов.

Рис. 2 Схема расположение автомобильного моста г.Уфы в Затон на клиновидном блоке, ограниченного Четырманово-Турбаслинским надвигом и оперяющим разломом по р,Белой (Фото2).
Часть из них была ликвидирована, но потом провалы вновь повторялись в тех же самых местах. С 1926 по 1945г. на Уфимском косогоре вдоль железной дороги возникло 25 провалов. Наиболее крупный образовался 28 апреля 1927г., поперечник его достигал 42м, а глубина – 14м. Провалом были захвачены склон насыпи дороги и ее нечетный путь площадью 1500м². Последние провалы образовались летом 1991г. под шпалами четного пути (1623км ПК 5) в 10м друг от друга. Поперечники их равнялись 1-1,5м, глубина 0,7-1,0м.

Возле г. Уфы, на Черкасской ЛПДС периодически происходит падение давления перекачиваемой жидкости в нефтяных трубопроводах, вследствие пережимов и провалов в карстовых зонах. Эта зона, по данным дешифрирования космических снимков, находится на пересечении крупных надвигов и сдвигов. По данным института геологии УНЦ РАН: все зоны развития карста в г. Уфе и ее окрестностях расположены вдоль разломов.

Такое же большое значение разломной тектоники зафиксировано и в Екатеринбурге. Строительство станции метрополитена "Бажовская" было законсервировано из-за потопа. Об этом на пресс-конференции заявил ученый-геофизик, член-корреспондент Российской Академии наук профессор Владимир Уткин. Сооружение станции было начато на пересечении геологических разломов, через которые идут подземные реки. И строители не смогли справиться с потоками. "Метро топило и во время строительства станций "Динамо" и "Площадь 1905-го года" и даже сейчас подтапливает, но тогда воды все-таки было меньше. Если бы тоннели и станции были сдвинуты буквально на 200метров, всем было бы гораздо проще", - констатирует профессор Уткин. Сейчас ведутся разговоры о том, чтобы реанимировать строительство "Бажовской".

При учете дешифрирования космических снимков ( особенно разломов) на стадии проектирования, разрушения Затонского моста г. Уфы не произошло бы. Здесь также нужно было вывести мост из пересечения разломов на 300м вправо или влево.

Американские специалисты очень серьезное внимание уделяют исследованию площадок и трасс под строительство. При проектировании трубопровода на острове Сахалин в декабре 2003г, компания «Сахалин Энерджи Инвестмент Компании, Лтд» внимательно изучала геологическое зонирование трассы сооружения. В строительстве трубопровода на 22 активных разломах были применены специальные антисейсмические технологии. Согласно ОВОС (4), “после землетрясения в Нефтегорске в 1995г. уровни сейсмической активности вдоль трассы были повышены с землетрясения мощностью 6-7 баллов 1 раз каждую 1 000 лет до землетрясения мощностью 8-9 баллов 1 раз каждую 1000 лет”.1

Многие специалисты-сейсмологи, действительно, считают, что 10 000 лет отсутствия активности на разломе достаточно для определения его неактивным. Однако, Комитет Сейсмической безопасности штата Невада определяет для такой оценки другой срок покоя: 1 600 000 лет (Комитет Сейсмической безопасности штата Невада, Инструкция по оценке потенциально опасных сейсмических разломов в Неваде [http://www.nbmg.unr.edu/nesc/guidelines.htm]).

В «Калифорнийском Геологическом вестнике» говорится: «Исследование площадок на возможные разрушения в местах поверхностных разломов только кажется сложной геологической задачей. Многие активные разломы представляют собой комплекс признаков, порой скрытых или едва различимых, и разницу между недавними активными разломами и старыми неактивными бывает сложно установить. Разломы, где активность отмечена в последние 200 лет, с большей вероятностью могут оказаться активными и в будущем, чем разломы эпохи голоцена (11 000 лет назад) или разломы четвертичного периода (1,6 млн. лет назад). Однако следует иметь в виду, что одни разломы характеризуются рецидивной активностью раз в десятки или сотни лет, другие – могут оставаться неактивными на тысячи лет до очередного рецидива».2 Крупные землетрясения могут произойти и происходят на разломах, считавшихся неактивными. Например, в октябре 1999г. крупное землетрясение в Мохавской пустыне близ калифорнийского городка Гектор привело к образованию на поверхности земли трещины (40м в длину и пяти метров в глубину) на разломе. Он считался неактивным и не имел следов смещений грунта за последние 5000 лет.3 Согласно данным инженера-сейсмолога, в 1994 году мощное землетрясение поразило Нортридж в Калифорнии «на скрытом разломе, считавшемся ранее не представлявшем никакой сейсмической опасности», при этом степень подвижки грунта на 50% превысила расчетную, а причиненный ущерб составил около 30 млрд. долларов. Через год землетрясение в Кобэ (Япония) привело к гибели 6000 чел. Оно произошло «на сравнительно неактивном разломе в районе, официально считавшемся «зоной слабого сейсмического риска».4 Из приведенных фактов следует, что хотя неактивными полагают разломы, не проявившие себя за последние

10 000 лет, некоторые специалисты и властные структуры считают, что для определения разлома «неактивным» требуется значительно больший период времени без проявления разломом активности.5

В ОВОС (4) сообщается, что примерно на трех четвертях протяженности трассы трубопровода (т.е. 600км.) типичные годовые подвижки грунта на разломах превышают 67мм по горизонтали и 15мм по вертикали.6 Несколько экспертов-сейсмологов, готовивших анализ текста ОВОС (4) для данного доклада, отметили значительные расхождения в цифровых расчетах.7 К тому же эксперты отметили, что ни ОВОС (4), ни полученная ими дополнительная информация не прояснили ни смысла, ни значения приведенных цифр.

Проектные цифры подвижек грунта на Сахалине (67мм/год по горизонтали, 15мм/год по вертикали) сравнимы с подвижками грунта, полученными по трассам трубопроводов в Северо-Западной и Западной части Башкирии: 27-67мм/год по вертикали.



Выводы:

1. При проектировании и строительстве сооружений, трубопроводов на территории г. Уфы и ее окрестностях, необходимо учитывать результаты дешифрирования космических снимков в институте геологии уфимского научного центра РАН (Рис.52, 53 из [ 2]).

2. На узлах пересечений надвигов и сдвигов проектировать только парковые зоны, автостоянки, или легкие одноэтажные здания.

3. Провести инженерно-геологические исследования разломов по территории г. Уфы, являющихся зонами тиксотропии, дилатансии и разжижения грунтов.

4. Необходимо провести дополнительные геологические исследования на территории г. Уфы и Уфимского района с целью привязки данных от дешифрирования космических снимков М 1:2500000 на строительных планах М 1:500-1:1000
Литература:

1. Ю.В. Казанцев, Т.Т. Казанцева, М.А. Камалетдинов, С.А. Ковачев, Р.К. Шакуров «Сейсмогенез и структура Центрального Башкортостана» // Академия Наук Республики Башкортостан, отделение наук о Земле и экологии, институт геологии, издательство «Fилим», Уфа-1996. 71 с.

2. Ю.В. Казанцев, Т.Т. Казанцева « Структурная геология юго-востока Восточно-Европейской платформы» // Академия Наук Республики Башкортостан, отделение наук о Земле и экологии, институт геологии, издательство «Fилим», Уфа-2001. 236 с.

3. Фирма ОАО «Башкиризыскания», отчеты по работам : «Инструментальные измерения осадок фундаментов зданий и сооружений ТЭЦ и ГРЭС ОАО «Башкирэнерго» 2002-2004г., г.Уфа

4. М.З. Асадуллин, Н.А. Касьянова, Е.И. Селюков, О.А. Черепанов, С.К. Рафиков, Е.Н. Домрачев / « Оценка распределения дефектов магистральных газопроводов на основе структурного геодинамического картирования и морфометрического анализа » / УДК 622692/ ООО «Баштрансгаз», МГУ им. М.В.Ломоносова, ГПИИ «Фундаментпроект»,

Уфимский государственный нефтяной технический университет / Материалы Международной научно-технической конференции «Трубопроводный транспорт сегодня и завтра» / Министерство образования Российской Федерации, УГНТУ , ОАО «АК « Транснефть», ОАО «АК «Транснефтепродукт», ОАО « Газпром» / Научные труды / Уфа, 27-29 ноября 2002 г ./ стр.128-130

5. Ю.В.Казанцев, А.И.Загребина «О методах выделения разрывных нарушений на временных сейсмических разрезах МОГТ» / Доклады Академии Наук, 2002, том 387, №3 с.379-373/ УДК 551-243

6. Р.И. Нигматуллин, Т.Т. Казанцева, М.А. Камалетдинов, Ю.В. Казанцев, А.С.Бобохов,



«Геология и генезис тепловых аномалий горы Янгантау»/ Академия Наук Республики Башкортостан / Доклад отделению наук о Земле и экологии, Уфа-1998г. 71с./

УДК 552.31+552.161

7. А.М.Шаммазов, В.А.Чичелов, Р.М.Зарипов, Г.Е.Коробков, «Расчет магистральных газопроводов в карстовой зоне»/ АН РБ/отделение технических наук/УГНТУ/издательство «Гилем», Уфа-1999г,212стр.

8. А.И.Печеркин «Геодинамика сульфатного карста»/Иркутск/издательство Иркутского университета/ 1986г, 170стр.

9. М.И.Давлетов «Исходные параметры для расшифровки геологических факторов аварий трубопроводов на территории Башкортостана», «Неотектонические движения по зонам разломов на трассах трубопроводов северо-запада и запада Башкирии»/ V Российский энергетический форум/ Материалы форума/ Научно-практическая конференция «Энергоэффективность. Проблемы и решения»/ Уфа ТРАНСТЭК 2005.

10. К.А.Кожобаев «Тиксотропия, дилатансия, разжижение дисперсных грунтов» / Институт геологии Академии Наук Республики Кыргызстан, Бишкек, «Илим», 1991г., 211стр

11. А.И.Печеркин «Геодинамика сульфатного карста», Иркутск, изд-во Иркутского университета , 1986г, 170стр.



1 ОВОС (4), Том. 4 стр. 1-25

2 «Калифорнийский Геологический вестник», Руководство по оценке угроз поверхностных разрушений на разломах (Примечание 49), 2002

(http://www.consrv.ca.gov/CGS/information/publications/cgs_notes/note__49/note_49.pdf).



3 См.: «Прииск Гектор» на http://www.goldenstatemuseaum.org/gehector.htm и материалы семинара д-ра Томаса Рокуэлла, факультет геологических наук Государственного Университета Сан-Диего. (http://geology.sdsu.edu/activities/seminar/fall99/rockwell/text.html).

4 Пол Г. Сомервилль, «Значение землетрясений в Нортридже и Кобэ для национальной программы снижения угроз», сентябрь/октябрь 1997 (мнения: Сейсмологическое Общество Америки – на http://www.seismosoc.org/publications/SRL/SRL_68/srl___68-5_op.html)


5 Многие специалисты-сейсмологи, действительно, считают, что 10 000 лет отсутствия активности на разломе достаточно для определения его неактивным. Однако, Комитет Сейсмической безопасности штата Невада определяет для такой оценки другой срок покоя: 1 600 000 лет (Комитет Сейсмической безопасности штата Невада, Инструкция по оценке потенциально опасных сейсмических разломов в Неваде [http://www.nbmg.unr.edu/nesc/guidelines.htm]).

6 ОВОС (4), Том 4, стр. 1-24 и 1-25. Особый акцент в этом документе сделан на следующих типичных подвижках на разломах на северном отрезке трубопровода, протяженностью 200 км: «горизонтально – 88 мм. в год, вертикально – 17 мм. в год (со времени нефтегорского землетрясения в 1995 г.)», в сравнении с южными участками на протяжении 400 км., где уровень составляет 67 мм в год по горизонтали и 15 мм в год по вертикали». (Данные от ссылок, приводимых в ОВОС (4), обнаружить не удалось).

7 За период свыше 100 лет средние подвижки на разломах составляют смещения, равные 6,7 м. по горизонтали и 1,5 м. по вертикали – куда более значительные, чем обычно отмечаются после крупных землетрясений.





База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница