Угроза погребенных долин

«Рокхед» — это термин, которым пользуются шахтеры и инженеры для обозначения подземной границы меж жесткими, консолидированными породами и вышележащими неуплотненными осадками. Этот раздел может находиться как на маленький глубине —¦ под маломощным слоем земли, так и на значимой глубине — под рыхловатыми осадками. В последнем случае это делает суровую опасность для проходчиков туннелей и шахтеров: если туннель либо штрек внезапно выйдет из жестких пород в слабенькие, рыхловатые, подвижные осадки (как правило это песок либо глина), насыщенные водой под высочайшим давлением, неминуема трагедия. Как проходчикам туннелей, так и шахтерам следует знать, где на данном участке залегает нижняя граница рыхловатых отложений. Если этот предел относительно тонкий, особенных заморочек не появляется, но форма его может быть очень сложной. Обычно эта форма отражает погребенный рельеф местности, существовавший тут до захоронения его под перекрывающими осадками. Чтоб выявить строение этой поверхности, следует знать прошлые процессы, влиявшие на формирование рельефа, которые в свою очередь зависят от движений земной коры и от погодных критерий. Бессчетные обледенения и перемены климата в течение последних нескольких миллионов лет еще более затрудняют воплощение схожих реконструкций.

Самая суровая опасность подстерегает шахтеров и проходчиков туннелей там, где ложе выполненной осадками старой равнины внезапно резко опускается на огромную глубину. С поверхности же форму таких погребенных долин и положение их днища установить практически нереально. В 1907г. в горах Юра (Швейцария) велось строительство туннеля Вайссенштайн. Но. проектировщики совсем не учли, что на одном из участков была погребенная равнина. Когда же при проходке туннеля строители достигнули этой равнины, сдержать насыщенные водой осадки оказалось очень тяжело.

Ложе погребенных долин может размещаться ниже современного уровня моря — на глубине базиса эрозии, существовавшего в ледниковый период, когда уровень моря был еще ниже, чем на данный момент. Следующее увеличение уровня моря сопровождалось отложением осадков в старой равнине. Под рекой Загадок в Ньюкасле (Великобритания) имеется выполненная осадками значимая по протяженности равнина глубиной 40 м; при добыче угля в бессчетных маленьких шахтах района эту равнину давно старались по мере способности избегать.

Очень тяжело найти местопребывание погребенных долин там, где они не соответствуют очертаниям современных долин. При сооружении гидротехнического канала Ваггиталь под равниной Швендибах в Швейцарии подразумевали, что рыхловатые осадки добиваются значимой глубины. Потому по полосы грядущего канала была заложена серия горных выработок, одна из которых вскрыла границу коренных и рыхловатых пород на глубине 12 м. Канал предполагалось вести на глубине 30 м, потому разведочные горные работы продолжали, и другая выработка — в 50 м к северу от первой — вошла в погребенную равнину, расположенную на проектной глубине закладки канала. Во избежание катастрофы строй работы были законсервированы.

Самые глубочайшие и небезопасные погребенные равнины приурочены к районам, подвергавшимся обледенению. Это разъясняется тем, что довольно массивные ледники при собственном движении через уже существовавшие равнины могли передвигаться ввысь по склонам, переуглубляя отдельные их участки. При отступлении ледника происходит скопление переносимых водой осадков и наполнение ими углубленных частей равнины. Это — одна из главных заморочек, с которой сталкиваются инженеры при строительстве туннелей, так как многие районы Европы и Северной Америки в ледниковую эру были окутаны обледенением. В Колмене (Канадские Скалистые горы) шахтеры-угольщики нашли погребенную равнину, заполненную рыхловатыми осадками и погружающуюся практически на 90 м под реку Кроуснест. Во время строительства известного туннеля Сен-Готард в Швейцарских Альпах чуть ли не произошла трагедия, когда вели проходку под равниной Андерматт на глубине 300 м и на расстоянии около 3 км от северного устья туннеля. В 70-х годах XIX века ничего не было понятно о погребенной равнине, она была найдена только 70 лет спустя с помощью буровых скважин. Глубина погребенной равнины Андерматт добивается 270 м, слагающие ее водонасыщенные пески и глины протягиваются на 40 м в пределы туннеля.

Детализированное исследование старой и современной геоморфологии помогает приблизительно найти положение погребенной равнины, но этого недостаточно для неопасного ведения подземных работ. Как следует, при обнаружении хоть какого признака, свидетельствующего о вероятном присутствии погребенной равнины, нужно проводить детальные геологические исследования, невзирая на то что бурение соответствующего числа скважин может востребовать очень огромных издержек.

В текущее время достаточно удачно используются сейсмические геофизические способы. Скорость сейсмических волн, проходящих через горные породы, по существу является функцией плотности этих пород. Так как волны преломляются либо отражаются разными слоями, найти геологическое строение недр можно, установив время возвращения волны к поверхности земли. Предел, разграничивающий рыхловатые осадки и твердую породу, обычно просто находят таким макаром. Но при наличии глубочайших узеньких погребенных долин решение вопроса затрудняется, так как со склонов равнины могут поступать неверные сейсмические сигналы. По-видимому, конкретно это и вышло в районе Мовуазен в Швейцарии, где под равниной велась проходка туннеля. По данным геофизических исследовательских работ стало понятно, что тут имеется погребенное ущелье. Но подземная выработка вошла в эти отложения в совсем внезапном месте, и в туннель устремился поток воды, смешанной с песком; погибло четыре человека.

Последствия недостаточно кропотливой разведки погребенных долин могут быть страшными. С самого начала сооружения туннеля Летшберг в Швейцарии совсем не учитывались местные геологические условия. По этому туннелю протяженностью около 15 км должна была проходить жд магистраль через Бернские Альпы — от Кандерштега на севере до Гоппенштайна на юге. Оба входа в туннель планировалось расположить в живописнейшей местности на уровне дна ледниковых долин.

У Кандерштега равнина имеет удлиненный профиль с верно выраженными уступами, что типично для многих ледниковых долин. Стальная дорога должна была заходить в туннель у 1-го из таких уступов, вздымавшегося практически на 200 м. Выше по течению погребенная равнина разветвлялась, и одно ответвление — Гастернталь — проходило как раз над туннелем. Инженеры, проектировавшие туннель в конце XIX века, не очень-то знали геологию местности. Предполагалось, что у Кандерштега туннель пройдет через известняки под горой Физишток, а потом войдет в жесткий гранит под горой Бальмхорн; не было полной ясности и в геологическом строении равнины Гастернталь.

Туннель был должен строиться на глубине 180 м от поверхности земли. Грунт в равнине был представлен рыхловатыми осадками, но геологи, консультировавшие строителей туннеля, авторитетно заявляли, что мощность рыхловатых осадков не превосходит 60 м и «никакого риска» нет. Один из геологов, правда, высказал мировоззрение, что мощность рыхловатых осадков, может быть, добивается 200 м и часть туннеля пройдет через их. Он рекомендовал поставить буровые работы в равнине Гастернталь. Но проект строительства туннеля был уже утвержден, и на сообщение этого геолога не направили никакого внимания.

В октябре 1906 г. была начата проходка туннеля Лётшберг. Два года спустя его протяженность со стороны Кандерштега уже превысила 2,5 км. Предполагаемая «опасная зона» под северным бортом равнины Гастернталь осталась сзади, и проходка туннеля уже велась под равниной. Шли обыденные подземные строй работы. В половине третьего ночи 24 июля 1908 г. был проведен очередной взрыв. Еще не замолкло его эхо, когда лавина из валунов, грязищи, воды и песка прорвалась в туннель и заполнила его в протяжении 1300 м. Все находившиеся тут люди, а их было 25, погибли. Сразу наверху, в равнине Гастернталь, в русле реки образовалась обычная депрессия опускания поперечником 150 м.

Нет практически никаких сообщений о причинах этой катастрофы и о последовавших за ней событиях. Но совсем ясно, что туннель вошел в отложения очень глубочайшей погребенной равнины, выполненной рыхловатыми осадками. Разведочные скважины, пробуренные потом в равнине Гастернталь, достигнули глубины 215 м, но о приобретенных результатах тоже ничего не сообщалось. Тем временем работы по строительству туннеля длилось. Вести проходку в насыщенных водой, рыхловатых отложениях, выполнявших равнину, можно было только после их укрепления нагнетанием цементного раствора или замораживанием. В этом случае применить хоть какой из этих способов было очень тяжело, к тому же рыхловатые отложения, заполнившие туннель, нереально было удалить, потому что под давлением они повсевременно передвигались.

Было принято единственно вероятное решение — забетонировать штрек и забросить участок туннеля протяженностью около 1,5 км, заполненный рыхловатыми осадками. Это и было осуществлено; проходку потом начали вести в новеньком направлении, вследствие чего в туннеле образовалось три извива. Туннель прошел под равниной Гастернталь выше по течению, где меж выработкой и рыхловатыми осадками залегали коренные породы мощностью 150 м. В 1913 г. по туннелю Лётшберг началось движение поездов.

Катастрофы в Лётшберге могло бы и не быть, если б за ранее были проведены более детальные геологические исследования либо хотя бы учтены все имеющиеся данные. Гастернталь являет собой красивый пример глубочайшей ледниковой равнины, заполненной рыхловатыми отложениями. В таких равнинах совсем нереально заблаговременно предсказать, до какой глубины эти рыхловатые отложения распространяются. Коренные породы выходят тут на земную поверхность в ущелье Клюз ниже равнины Гастернталь. Для того чтоб при проходке туннеля повстречались рыхловатые отложения, было довольно даже малозначительного (менее 1: 10) оборотного наклона дна погребенной равнины. Такое явление очень типично для альпийских ледниковых долин Швейцарии, где крутые склоны нередко выпаханы ледниками, двигавшимися ввысь по склону. Все настораживающие признаки были налицо, но ни инженеры, ни «геологи-консультанты» не дали им никакого значения.

По существу ни один геолог не мог точно указать, на какую глубину распространяются рыхловатые отложения в равнине Гастернталь. Но хоть какой понимающий геолог, как, к примеру, тот, на заявление которого перед катастрофой не направили никакого внимания, был должен предупредить, что рыхловатые отложения полностью способны достигать уровня проходки туннеля. Может быть, стоило пойти на некий денежный риск и повести туннель в другом направлении, что в конце концов и пришлось сделать. Тогда по последней мере было бы спасено 25 человечьих жизней

Как выяснилось потом, дешевле всего было бы до сооружения туннеля пробурить скважину в деньке равнины. Если б этот туннель строился на данный момент, мощность рыхловатых отложений можно было бы найти геофизическими способами. Но в связи с тем что равнина Гастернталь очень узенькая, результаты могли оказаться и неверными. Мораль истории туннеля Лётш-берг такая: ничто не может поменять буровую скважину.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 48 | 0,187 сек. | 13.02 МБ