» » Опережающие тектонические исследования для инженерных изысканий

Опережающие тектонические исследования для инженерных изысканий

Интенсификация инженерно-хозяйственной деятельности обусловливает прогрессирующее сокращение сроков инженерных изысканий. В этих условиях все труднее проводить качественные инженерно-геотектонические, особенно структурно-геоморфологические исследования, а традиционная геологическая практика, как было отмечено выше, не может удовлетворить потребности инженерных изысканий. Выход видится в предварительной соответствующей подготовке территорий наиболее активного строительства и перспективного освоения, т.е. в проведении исследований, опережающих инженерные изыскания
Проведение опережающих исследований дает возможность ускорить и удешевить инженерные изыскания, одновременно повысив их качество. Соответственно, повышается надежность строительства как за счет рационального размещения сооружений за пределами опасных тектонических структур, так и за счет применения конструктивных решений, компенсирующих или минимизирующих вредные тектонические и сейсмические воздействия.
Опережающие исследования позволяют повысить качество планирования инженерных изысканий и существенно улучшить “рабочую гипотезу” об инженерно-геологических условиях осваиваемой территории, являющуюся основой для карт типологического районирования. Поэтому результаты подобных исследований должны вводиться в банки данных территориальных изыскательских организаций, как важный элемент информационного обеспечения, планирования и проведения изыскательских работ с учетом требований инженерной защиты и природоохранных мероприятий.
Общие положения

Опережающие инженерно-геотектонические исследования позволяют составлять исходные схемы для инженерно-геологического и сейсмического районирования и последующей локализации современных тектонических движений. Величины таких движений оцениваются в основном геодезическими и геофизическими методами. Что касается прогноза опасных экзогенных процессов, то структурно-геоморфологические исследования вскрывают закономерности и тенденции их естественного развития на основе анализа истории формирования рельефа. Соответственно могут быть сформулированы четыре главные задачи структурно-геоморфологических исследований, используемых при инженерногеологических изысканиях.
Составление структурно-геоморфологической основы инженерно-геологического районирования. Такая основа, естественно, будет неодинаковой для районирования в разных масштабах, но на любом масштабном уровне с ее помощью выявляются тектонические структуры, обусловливающие основные черты рельефа и площадного или пространственного распределения литологически неоднородных толщ. Основные черты рельефа определяются, как правило, новейшими тектоническими структурами, которые выявляются при неоструктурном районировании. Такое районирование опирается на анализ деформаций геоморфологических (террасовых) уровней, а этот анализ невозможен без возрастного расчленения рельефа. В орогенах и на древних щитах, где новейшие отложения принадлежат только террасовому и покровному генетическим комплексам, дислоцированные толщи пород разного литологического состава обычно связаны с древними (доновейшими) тектоническими структурами. Важна поэтому возрастная дифференциация тектонических структур, которая осуществляется при историко-тектоническом районировании.
К историко-тектоническому районированию примыкает тектоностратиграфическое. Мелкомасштабное тектоностратиграфическое районирование ограничивается обычно формационным расчленением геологического разреза, а по мере укрупнения масштаба выделяются все более дробные таксоны — подформации, структурно-литологические комплексы и т.п. Тектоностратиграфическое направление было введено в инженерно-геологическое районирование И.В. Поповым и детализировалось Г.А. Голодковской и др. Будучи в основном литологическим, оно стало традиционным элементом инженерно-геологического районирования и не выделяется поэтому в качестве самостоятельного направления структурно-геоморфологических исследований.
Одно из частных, но важных направлений в инженерно-геологических изысканиях и сейсмическом микрорайонировании — изучение строения разрывных зон на участках изысканий. В пределах таких зон отдельные подзоны могут рассматриваться как самостоятельные литологические разновидности со специфическими инженерно-геологическими и сейсмическими свойствами, учитываемыми при строительстве. Эти свойства могут сказываться на локализации опасных геологических процессов и сейсмодислокаций.
Структурно-геоморфологический анализ тенденций естественного развития экзогенных геологических процессов для прогноза их опасности. Такой анализ также нуждается в возрастном расчленении рельефа, в результатах неоструктурного районирования и картирования разрывных зон. Он опирается на результаты изучения истории развития рельефа, в том числе и на количественные реконструкции палеорельефа.
Составление структурно-геоморфологической основы локализации опасных современных тектонических движений. Подобные движения характерны для разрывных структур, но в принципе не исключены и для некоторых высокоградиентных пликативных, например, для крутых флексур. При решении этой задачи учитывается унаследованность, свойственная многим новейшим структурам. Благодаря ей разрывы с активными современными вертикальными смещениями оказываются в большинстве случаев достаточно четко выраженными в рельефе и отличаются повышенной активностью в плейстоцене (активные и активизированные разрывы). Структурно-геоморфологические исследования позволяют рационально разместить и локализовать, а следовательно, удешевить дорогостоящие геофизические и геодезические исследования, на основании которых оценивается степень опасности разрывных смещений.
Составление тектонической основы сейсмического районирования. При обзорном (масштаб 1:2 500 000) и детальном (1:1 000 000 — 1:200 000) сейсмическом районировании и также при уточнении исходной сейсмичности для СМР, когда главной целью является обособление зон возможных опасных землетрясений (зон ВОЗ), структурно-геоморфологические, сейсмологические и геофизические исследования используются для выделения и классификации сейсмогенерирующих структур. Развитие таких структур сопровождается сильными землетрясениями. Главными структурными критериями сейсмогенерирующих структур служат разрывная природа, несколько большие, чем обычно размеры, глубина проникновения, древность заложения, степень новообразования и активизация (т.е. современная тектоническая активность), а также приуроченность сейсмодислокаций. Обладают сейсмогенерирующей способностью и зоны интенсивных молодых структурных перестроек. Для достижения этой цели необходимы возрастное расчленение рельефа, неоструктурное и историко-тектоническое районирование, а также выявление активных и активизированных разрывных нарушений. Анализ распространения сейсмических воздействий от зон ВОЗ предусматривает изучение разновозрастных тектонических структур и литологии слагающих их пород на пути сейсмической радиации.
Для решения поставленных задач необходим комплекс направлений структурногеоморфологических исследований, которые лучше перечислить в традиционном порядке их реализации, хотя на практике они часто проводятся параллельно: возрастное расчленение рельефа, неоструктурное районирование, картирование разрывных зон, историкотектоническое районирование, выявление активных и активизированных разрывов, анализ истории формирования рельефа (табл. 5.33). Следует отметить, что каждое из перечисленных направлений имеет самостоятельное значение для инженерно-геологических изысканий (табл. 5.34). Учитывая все это, можно кратко охарактеризовать каждое направление.

Практика работ по уточнению исходной сейсмичности во многих регионах России, в том числе таких наиболее изученных, как Кавказ, показала, что эффективными масштабами картирования сейсмогенерирующих структур являются 1:1 000 000 и 1:500 000. Первый из этих масштабов целесообразен для характеристики зон ВОЗ дальней зоны, а второй — для ближней зоны по отношению к объекту строительства. Выбор масштаба определяется преимущественно реальной детальностью геофизических материалов и точностью определения положения эпицентров и очагов (гипоцентров) землетрясений. Детальность неоструктурного районирования в принципе может быть доведена до любого масштаба. Ho на стадии опережающих исследований наиболее эффективны: 1) масштаб 1:200 000 (иногда 1:100 000) для крупных регионов и протяженных линейных сооружений и 2) масштаб 1:50 000 (иногда 1:25 000) для ключевых районов, на которые опирается схема возрастного расчленения рельефа и изучается строение наиболее представительных разрывных зон.
Все перечисленные масштабы соответствуют масштабам государственных геологических карт, составленных для всей территории России (за исключением масштабов 1:25 000 — 1:100 000). Это создает надежную основу для историко-тектонического и формационного районирования.
Возрастное расчленение рельефа обычно ведется параллельно с неоструктурным районированием. Целесообразно начинать с камерального анализа опубликованных и фондовых материалов, дешифрирования топоосновы и аэрокосмических материалов (с составлением предварительных структурно-геоморфологических профилей региональной сети). Затем необходим рекогносцировочный объезд основных структурно-геоморфологических элементов и стратиграфических объектов для выбора ключевых районов. Работа на последних должна предварять составление сводных материалов по всему региону или вестись параллельно. Существенные коррективы в последовательность изучения территорий может внести расположение первоочередных объектов строительства, реконструкции существующей застройки и присутствия наиболее ответственных сооружений.
В настоящее время наиболее представительные материалы опережающих исследований для инженерных изысканий опубликованы для Северо-Западного Кавказа. Для этой же территории опубликованы и некоторые площадные реконструкции палеорельефа и палеоэкологические материалы. Поэтому далее основные примеры касаются этого региона. Часть результирующих материалов этих исследований приведена выше.

title-icon Подобные новости