Обвалы и оползни: понятие, происхождение и защита

Обвалом называют быстрое отделение (отрыв) и падение массы горных пород (земли, песка, камней, глины) на крутом склоне вследствие потери устойчивости поверхности склона, ослабления связности, цельности горных пород.

Это происходит под влиянием процессов выветривания, движения подземных и поверхностных вод, подмыва или растворения породы. К обвалу может привести и легкое колебание почвы в результате взрыва, землетрясения или повышения нагрузки на склоне или крае обрыва. Например, подъехал трактор, автомобиль или построили дом. Иногда тяжести человека или упавшего камня, дерева достаточно для начала обвала, особенно в горах.

Возникновению обвалов способствуют трещины, разломы горных пород, их слоистый характер, когда между более твердыми и тяжелыми блоками имеется глина, песок, рыхлости, пустоты. Всякое попадание воды, снега в эти более слабые связующие слои каждый раз их постепенно ослабляет. Поэтому чаще всего обвалы происходят в периоды дождей, таяния снега, при проведении взрывных и строительных работ.

28 октября 1993 года трагический случай произошел в городе Череповце (Вологодская область). При строительстве дома в котловане при обвале грунта засыпало трех рабочих. Их откопали, но спасти уже не удалось. Разновидностью обвала является вывал — обрушение отдельных глыб и камней из грунтов на отвесных склонах.

Обвал особенно опасен, когда в его зоне оказываются люди, постройки, реки, дороги, линии связи и электропередачи, газои нефтепроводы, другие важные сооружения и объекты.

Основным поражающим фактором обвала является падение тяжелых масс горных пород, способных повредить, сломать, раздавить даже прочные сооружения, либо засыпать их грунтом, прекратив доступ к ним.

Другая опасность обвалов — возможность запруживания рек и обрушивания берегов озер, воды которых в случае прорыва могут стать причиной возникновения наводнений или, что еще опаснее, селевых потоков.

Для оценки обвалов используют измерение объема обвалившихся горных пород. Исходя из этого объема, обвалы условно подразделяются на очень малые (объем менее 5 куб. м), малые (5−50 куб. м), средние (50−1000 куб. м) и крупные (более 1000 куб. м). Изредка в природных условиях наблюдаются гигантские обвалы, в результате которых обрушиваются миллионы и даже миллиарды кубических метров пород.

Так, в 1911 году на реке Мургаб (Таджикистан) в горах Памира во время землетрясения произошел крупнейший обвал, названный Усойским. Его объем составил 2,2 млрд. куб. м. В результате этого обвала образовалась огромная естественная плотина, перекрывшая Мургаб, возникло Сарезское озеро, длиной 75 км, шириной до 3,4 км, наибольшая глубина — 505 м.

Средние и крупные обвалы наносят много вреда, и их ликвидация требует очень больших усилий. Но для человека смертельно опасен даже микрообвал — падение одного-единственного камушка размером с куриное яйцо. Поэтому нужно быть очень и очень внимательным не только на горных дорогах, у обрывов и крутых склонов, но даже и возле своего дома и на любой улице, где может произойти обвал карниза, балкона, падение горшка с цветком, глыбы льда или снега. От подобных очень малых обвалов каждый год травмируется и даже погибает много людей.

Оползнями называют скользящие смещения масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Чаще всего оползни возникают на склонах холмов, гор, оврагов, откосах насыпей дорог, на крутых берегах рек.

Развитию оползней способствуют следующие природные причины (факторы): крутизна склона, превышающая угол естественного откоса; землетрясения; переувлажнение склонов осадками; увеличение крутизны склона в результате подмыва водой; ослабление прочности твердых пород при выветривании, вымывании или выщелачивании; наличие в толще грунта размягченных глин, плывунных песков, ископаемого льда; чередование водоупорных (глинистых) и водоносных пород (песчано-гравийных, трещиноватых, известковых); расположение слоев грунта с наклоном в сторону склона; пересечение пород трещинами.

Похожие причины возникновения оползней в значительной степени создаются и деятельностью человека (антропогенный фактор). Такими действиями, создающими опасность развития оползней, являются:

• § вырубка лесов и кустарников на склонах. Причем вырубка может быть намного дальше и выше места будущего оползня, но вода не будет задерживаться растениями вверху и переувлажнение грунтов происходит далеко внизу;
• § производство взрывных работ, которые способствуют развитию трещин в породах, а также являются, по сути, локальным землетрясением;
• § распахивание склонов, чрезмерный полив садов и огородов на склонах;
• § разрушение склонов котлованами, траншеями, дорожными выемками, подрезающими склоны;
• § закупоривание, засорение, заваливание мест выхода подземных вод;
• § строительство жилья и промышленных объектов на склонах, что ведет и к разрушениям склонов, увеличению силы тяжести, направленной вниз по склону.

Основным поражающим фактором оползней являются тяжелые массы грунта, засыпающие или разрушающие все на своем пути. Поэтому главный показатель оценки оползня — это его объем, измеряемый кубометрами. А измерив длину, ширину и высоту оползня, подсчитав его объем, легко определить и его массу в тоннах, вероятнее всего, в тысячах и сотнях тысяч тонн.

Малыми считаются оползни объемом до 10 тыс. куб. м, средними — 10−100 тыс. куб. м, крупными 100−1000 тыс. куб. м, а свыше миллиона куб. мочень крупными. Кроме того, оползни различаются (классифицируются) по масштабам явления, механизму оползневого процесса и месту его возникновения.

Масштаб оползней характеризуется вовлеченной в процесс площадью: очень мелкие — до 5 га, мелкие — 5−50 га, средние — 50−100 га, крупные — 100−200 га, очень крупные — 200−400 га, грандиозные — 400 га и более.

Крупные оползни вызываются, как правило, естественными причинами и образуются вдоль обрывов и склонов на сотни метров. Их толщина достигает 10−20 м и более. Оползневое тело часто сохраняет свою монолитность. Средние и мелкомасштабные оползни чаще происходят под воздействием антропогенных процессов.

Активность оползней и их скорость зависит от породы склонов, составляющих основу оползня, а также наличия влаги. В зависимости от количественных показателей наличия воды оползни делятся на сухие, слабовлажные, влажные и очень влажные. Это определяет их строение и механизм.

По механизму оползневого процесса оползни подразделяются на оползни сдвига, выдавливания, вязкопластичные, гидродинамического выноса, внезапного разжижения. Часто оползни имеют признаки комбинированного механизма. По таблице на страницах 74−75 можно проследить связь между видами (формами) обвалов и оползней, характером деформации грунта и природной обстановкой, способствующей их возникновению.

По месту образования оползни различают на горные, прибрежные, подводные, снежные и оползни искусственных земляных сооружений (котлованов, каналов, отвалов пород).

На территории России обвалы и оползни чаще всего сходят в районах Северного Кавказа, Урала, Восточной Сибири, Приморья, острова Сахалин, Курильских островов, Кольского полуострова, а также по обрывистым берегам крупных рек и водоемов в любом регионе страны. Обвалы и оползни наблюдаются практически во всех странах СНГ и других странах мира, где есть крупные и обрывистые склоны.