1939 и 1965 г., в которых отмечалось, что оползень течения в Силфинидде произошел почти в таких же геолого-гидрогеологических условиях, которые наблюдаются в Аберфане. Аэрофотоснимки, сделанные в 1963 г., где хорошо была видна начавшаяся деформация склонов, тоже не возбудили опасений. Много только говорилось о необходимости принять меры противооползневой защиты, но никаких действий в этом направлении не предпринималось. Власти не придали значения и предупреждениям, в которых сообщалось об уже имевших место обрушениях отвалов в районах Силфинидда и Аберфана.
Уроки Аберфана несомненны и состоят в следующем. Прежде всего, необходимо проводить обязательные предварительные исследования для определения гидрогеологической обстановки на участках заложения отвалов. Следует также осуществлять постоянный контроль за состоянием отвалов, оценивая при этом водопроницаемость материала, слагающего отвалы, и смещения грунтов. Необходим и обязательный лабораторный анализ чувствительности пород. Не может быть никаких оправданий, если аберфанская катастрофа повторится. После 1966 г. было введено специальное законодательство, предусматривающее все перечисленные меры. Но уже ничто не сможет вернуть к жизни учеников Пантгласской начальной школы.
Контроль над оползнями и их прогноз
Для предотвращения катастроф необходимо детально исследовать участок и знать его геологические условия. Потенциально опасные зоны можно уверенно выделить, если геологические условия известны достаточно хорошо и определены структуры, где 102
Могут развиваться и, возможно, развивались в прошлом оползни. Основная проблема — установить степень опасности, т. е. вероятное время наступления катастрофы и ее масштабы. Число жертв могло бы быть гораздо меньше, если бы люди всегда старались селиться подальше от опасных зон.
Первоочередная задача при прогнозе оползней — выявить места присутствия старого обломочного оползневого материала, независимо от того образует ли он огромные скопления или изредка встречается в полуустойчивых, наблюдающихся начиная с плейстоцена солифлюкционных конусах выноса (солифлюкция — это движение насыщенного водой почвенного материала, происходящее быстрее, чем оползание грунта, но медленнее, чем течение жидкости). Визуально при наземных исследованиях оползневый материал не всегда бывает легко определить. Однако на аэрофотоснимках контуры оползневых участков и их бугристая поверхность проявляются характерным и очень четким рисунком. Этот диагностический признак весьма важен для изучения площадей, где происходят оползни, и для выявления новых потенциально оползнеопасных зон или участков. Лабораторными исследованиями можно определить сопротивление сдвигу и, следовательно, устойчивость однородных грунтов; параметры чувствительности и проницаемости изучаемых грунтов позволяют судить об их способности к разжижению.
Дело осложняется тем, что обрушение нередко происходит не в массе однородного материала, а на поверхностях раздела пород, имеющих разную плотность. Поэтому определить сопротивление сдвигу в лабораторных условиях иногда бывает затруднительно. Однако знание литологических особенностей пород, углов склонов, характера дренажа и течения подземных вод, а также опыт, накопленный при исследовании ранее произошедших оползней, — все это помогает дать полуколичественную оценку оползневой опасности любого участка. Основанные на этих параметрах районирование и выявление зон, где потенциально возможны оползни, в настоящее время с успехом используются при планировании и проведении строительных работ. Выделение участков, наименее благоприятных для застройки, позволило, например, заметно сократить урон, наносимый современным зданиям в оползневом районе Лонсестон на острове Тасмания. В районе города Санта-Моника в Калифорнии с учетом измерений физических свойств, таких как уклоны, сопротивление сдвигу и проницаемость, прогнозируются интервалы повторяемости оползней для каждой точки местности. Этот метод пригоден для неглубоких' обломочных оползней, причиной которых являются кратковременные изменения уровня подземных вод.
Еще одним методом контроля над оползнями служит постоянная регистрация движений склонов с целью предсказания любого внезапного, быстрого их обрушения. Поскольку неожиданному оползневому обрушению склона почти всегда предшествует медленное оползание, происходящее на протяжении достаточно длительного периода времени, этот метод приносит большую пользу. Особенно важно применять его в районах, где при гражданском строительстве создаются откосы, более крутые, чем естественные углы склонов, и таким образом автоматически вводится элемент неустойчивости. Масштабы этой опасности были наглядно продемонстрированы в 30-х годах нашего века, когда за три года в мире произошло 13 обрушений железнодорожных выемок, в результате которых погибло 227 человек. И хотя система постоянного контроля обходится недешево, она вполне оправдывает себя.
Методы обнаружения движений склона представляют собой комплекс исследований, включающий периодическую съемку между опорными реперами, регистрацию шумов в породах (т. е. вибраций, вызванных деформациями), измерение скорости распространения сейсмических волн с целью определения деформаций, связанных с изменением объема пород. При этом используются такие приборы, как экстензометры, инклинометры для буровых скважин, штанговые тензометры и пьезометры для грунтовых вод. Особенно полезно устанавливать инклинометры в неглубоких буровых скважинах на краях неустойчивых склонов, так как их можно вмонтировать в автоматические системы оповещения, которые приводятся в действие, как только оползание склона превышает заданный предел.
Любое ускорение движения и признаки деформаций, связанных с изменением объема, можно обычно считать симптомами надвигающегося обрушения. Но надо еще установить, когда это обрушение произойдет. На основании опыта удавалось достаточно точно предсказывать некоторые обрушения склонов в крупных открытых карьерах. Однако выполнять прогноз на участках, сложенных разнородными грунтами, трудно, если нет надежных сравнительных данных. Например, зарегистрированное движение склонов горы Маунт-Ток не дает должных количественных характеристик, чтобы можно было предусмотреть оползень на реке Вайонт. В 1969 г. в Японии проводился эксперимент по контролю движений склона. Для этого склон был специально насыщен водой, но оползень начался раньше, чем ожидалось, и в результате погибло несколько наблюдателей. Этот случай наглядно свидетельствует о том, что устойчивость склона невозможно предсказать точно. Тем не менее современный уровень знаний все-таки позволяет-'избежать повторения некоторых всемирно известных катастроф.
Строительные работы обычно влекут за собой увеличение крутизны склонов. Даже в том случае, когда строительство ведется с учетом результатов лабораторных исследований грунтов, реальные критические углы склона часто удается выявить лишь на самом объекте в естественных условиях. Устойчивость склона может быть повышена при тщательном поверхностном и подземном дренировании. В небольшом масштабе можно применять такие методы, как регулирование нагрузок на грунт, установка штанговых крепей для фиксирования трещин, инъекция цементного раствора и даже забивание свай, если это не нарушит «чувствительные» глины. В каждом конкретном случае необходима соответствующая комбинация методов. Потенциальную опасность разжижения глин удается иногда устранить, подвергнув их сжатию в условиях искусственной вибрации. Сцепление глинистых частиц может быть также усилено путем замещения натрия кальцием в их структуре. Этот метод успешно используется в настоящее время, хотя следует иметь в виду, что удаление натрия может повысить чувствительность некоторых морских глин.
Если эти средства не подходят и можно гарантировать, что внезапного крупного обрушения не произойдет, следует, очевидно, смириться с проявлениями незначительных оползней. Итальянские инженеры используют при дорожном строительстве кратковременную устойчивость некоторых природных материалов. Вместо проходки туннелей они создают выемки с крутопадающими стенами, прокладывают открытым способом будущую дорогу, а затем, когда трасса и перекрытие туннеля готовы, засыпают их сверху. Это оказывалось экономически более выгодным, чем сооружение туннеля способом подземной проходки или чем создание открытых выемок с очень пологими склонами.
Если мелкие оползни, возникающие при строительных работах, можно ликвидировать путем забивания свай или полной выемки породы, то более крупные оползни можно лишь стабилизировать при помощи одной из форм дренажа. Поверхностное дренирование осуществляется канавами, расположенными либо по периферии оползнеопасной площади, либо в одну линию непосредственно на оползневом участке.
