Пути совершенствования методологии и методики выявления тектонической опасности

Распространение опасных тектонических движений и структур практически не изучено. Для территории бывшего СССР составлена только мелкомасштабная (1:8 000 000) карта активных разломов. На ней отражены разные типы разрывов (сбросы, взбросы, сдвиги, раздвиги), активных в голоцене и самом конце плейстоцена. Показаны также зоны рассеянных сдвиговых деформаций. Подавляющая часть активных разрывов, развита в современных орогенических областях. Это, очевидно, отражает реальную неравномерность распределения разрывов с опасными современными смещениями. Масштаб карты позволяет отразить только крупнейшие региональные и межрегиональные разрывные нарушения. Но существует гораздо больше локальных активных разрывов, как оперяющих региональные, так и самостоятельных. Поэтому данная карта совершенно недостаточна для изысканий под конкретные объекты. Однако, более детальные карты активных разрывов редки.
Следовательно, необходимы специальные исследования по выявлению активных разрывов и зон с дифференцированными тектоническими движениями, в том числе, связанными со складками, флексурами, инъективными структурами. Такие исследования должны начинаться в средних масштабах, охватывая регионы перспективного освоения, а затем — продолжаться в крупных и детальных масштабах, отвечающих нормативным ситуациям инженерных изысканий. При этом может обнаружиться существенная региональная специфика современных тектонических движений. Детальное изучение территорий, где на мелкомасштабных картах отсутствуют активные разрывы, может выявить локальные тектонические структуры с опасными современными движениями. Для некоторых уникальных сооружений с особыми требованиями к устойчивости (например, АЭС) опасными могут оказаться движения с амплитудами и скоростями движений, которые безопасны для типового производственного и жилищного строительства. Движения, опасные для производственного и жилищного строительства, могут считаться безопасными для магистральных трубопроводов и т.д. Поэтому оценка активности (опасности) тектонических структур и движений не может быть универсальной, а должна учитывать тип инженерного сооружения.
Мелкомасштабные тектонические и геоморфологические материалы полезны для перспективного инженерно-геологического районирования, позволяющего предварительно оценивать специфику тектонических условий строительства и намечать варианты участков размещения разных типов сооружений. Примером подобного районирования может служить схема инженерно-геологического районирования долин рек для гидротехнического строительства в Средней Азии. На ней в частности выделяются: области интенсивных тектонических дислокаций с вялыми современными подвижками, области интенсивных тектонических дислокаций без заметных современных подвижек, более благоприятные для размещения крупных гидротехнических сооружений и еще более благоприятные в этом отношении области умеренных тектонических дислокаций и области незначительных тектонических дислокаций.
Разновозрастные разрывы обычно изображаются на геологических картах в виде линий. Их разрывные зоны картируются редко. И хотя методика такого картирования, отвечающая задачам инженерной геологии и сейсмического микрорайонирования, уже определилась, откартирован ничтожный процент существующих разрывных зон. Поэтому реальное распространение опасных для строительства тектонических движений и разрывных зон не установлено. Соответственно, невозможно сколько-нибудь достоверно оценить экономические последствия распространения этих процессов и явлений.
Развитие строительного комплекса, особенно в направлении крупных энергетических и различных уникальных объектов, а также при разработке мероприятий по инженерной защите обширных территорий и городских агломераций требует проведения комплекса специальных исследований тектонических структур и движений, как самостоятельного вида опасных геологических объектов и процессов. Особенность данных исследований заключается в том, что они практически не нашли должного отражения в нормативно-методической литературе по инженерный изысканиям для строительства. Методология (система и последовательность конкретных методов геологических, геоморфологических, аэрокосмических, геофизических и геодезических исследований) их не разработана и соответствующие направления исследований не нашли должного внедрения в практику инженерных изысканий. Указанная особенность определяет специфику формулировки приоритетных направлений в охране геологической среды и народнохозяйственных объектов, строящихся в районах развития разрывных нарушений и активных тектонических движений.
Такими направлениями теоретических исследований можно считать:
1) совершенствование методологии и методики структурно-геоморфологического аспекта инженерных изысканий;
2) изучение общих закономерностей и региональной специфики приповерхностных тектонических движений и структур;
3) совершенствование стадийности и комплексности инженерных изысканий;
4) совершенствование нормативно-методической литературы.
Важно отметить два обстоятельства: а) данная методология существенно отлична по решаемым задачам от методологии тектонических исследований, связанных с поисками и разведкой полезных ископаемых, а поэтому опыт, накопленный организациями системы Мингео недостаточен для организаций, занимающихся строительством; б) прогноз тектонических движений требует многолетних геофизических и геодезических измерений (нередко до нескольких десятков лет). Эти сроки существенно превышают сроки традиционных инженерных изысканий, а потому необходимо совершенствование стадийности изысканий и привлечение к ранним предпроектным их стадиям работ по детализации нивелирной сети и других, производимых геодезическими предприятиями.
Ряд параметров тектонических структур и движений, которые необходимо учитывать при строительном проектировании, недостаточно изучен. В частности необходимо установление основных закономерностей строения разрывных зон, типов и величин опасных тектонических движений в основаниях инженерных сооружений и т.п. Для комплексного изучения данных закономерностей требуется создание специальных полигонов, связанных с различными условиями и типами строительства. Важно также учесть региональную специфику проявления тектонических структур и движений и их влияния на условия строительства. Для учета этой специфики нужно создать региональную сеть методических полигонов, используя и по необходимости дополняя уже существующую сеть геодинамических полигонов.
Изучение тектонических структур и движений для целей строительства требует разработки новых и совершенствования существующих методов исследований. Новые методы необходимы для надежной характеристики ранее не изучавшихся параметров. Например, явно недостаточны существующие геоморфологические и геофизические экспресс-методы выявления активизированных молодых активных и древних структур, т.е. структур, где возможны опасные тектонические движения и где необходима постановка дорогостоящих режимных геофизических и геодезических наблюдений. Многие традиционные методы изучения тектонических структур и движений нуждаются в совершенствовании для достижения необходимой точности получаемых результатов.
Вышеизложенное привело к осознанию необходимости упорядочения и стандартизации инженерно-геотектонических исследований. В отдельных направлениях, особенно в сейсморайонировании, разработаны рекомендации по проведению соответствующих исследований и изысканий. Применительно к объектам атомной энергетики разрабатываются российские и международные требования к производству соответствующих работ.
Однако в целом инженерно-геотектонические исследования не обеспечены методическими разработками и не нормированы. Поэтому даже в тех случаях, когда в нормативных документах отмечается необходимость выявления и учета тех или иных типов тектонических структур, последние не получают квалифицированной характеристики. Примером может служить необходимость учета активных разломов и разрывов при проектировании трубопроводов, но при этом не определены ни само понятие “активный разлом”, ни критерии оценки его активности.
Нет необходимости множить подобные примеры. Важнее проанализировать основные актуальные направления инженерно-геотектонических исследований. Но в целом результаты анализа всего разнообразия существующих материалов по аварийным ситуациям определенно свидетельствует о зависимости характера тектонической опасности от типа строительства. Поэтому эффективность инженерно-геотектонических исследований существенно зависит от степени учета ряда параметров проектируемого инженерного сооружения (например, степени его заглубления в скальный массив, величин смещения, наклона, и т.п., опасных для сооружений при тех или иных конструктивных решениях и т.д.).