Природные и природно-техногенные геологические процессы в подземном пространстве Санкт-Петербурга : закономерности развития, систематизация и возможности предотвращения

• Автор: Александрова, Ольга Юрьевна
• Шифр специальности: 25.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 269 с. : ил.

Глава 1. Инженерно-геологическая и гидрогеологическая характеристика и оценка подземного пространства города как среды развития геологических процессов
1.1. Особенности структурно-тектонических и геологических условий в подземном пространстве
1.2. Гидродинамическая и гидрохимическая характеристика водоносных горизонтов разреза города
1.3. Специфика состава, состояния и физико-механических свойств четвертичных
и коренных пород разреза города
1.4. Природные экзогенные процессы в подземном пространстве города
Глава 2. Влияние экологического состояния подземного пространства городской инфраструктуры на развитие природно-техногенных процессов
2.1. Основные источники загрязнения подземного пространства города
2.2. Влияние органических контаминантов на изменение физико-химических и биохимических условий в подземном пространстве
2.3. Воздействие неорганических загрязнителей на подземные воды и песчаноглинистые грунты
2.4. Изучение влияния гидродинамических условий на напряженно-деформированное состояние массива пород и миграцию загрязняющих компонентов
Глава 3. Характеристика и оценка природно-техногенных экзогенных процессов в подземном пространстве Санкт-Петербурга
3.1. Развитие неравномерных осадок зданий и сооружений на первом уровне освоения подземного пространства
3.2 Преобразование песчано-глинистых пород под влиянием хозяйственнобытовых стоков как природно-техногенный процесс снижения несущей способности грунтов
3.3. Особенности процесса биохимического газообразования при интенсивном
загрязнении
3.4 Фильтрационные деформации на откосах рек и каналов
3.5 Оползневые деформации на откосах рек и каналов
3.6 Развитие неравномерных деформаций сооружений на втором уровне освоения подземного пространства
3.7 Исследование биокоррозионной агрессивности подземной среды по отношению к строительным материалам
Глава 4. Рекомендации по предотвращению и снижению негативных последствий развития и/или активизации экзогенных процессов при освоении подземного пространства
4-1. Краткая история развития системы водоотведения и инженерногеологические аспекты возможности снижения загрязнения подземного пространства
4.2. Превентивные мероприятия по предупреждению развития природнотехногенных процессов при освоении подземного пространства
4.3. Рекомендации по предотвращению развития коррозии строительных материалов в подземном пространстве
Заключение
Библиографический список
Приложение

Актуальность работы. Многоуровневое освоение поземного пространства (ПП) мегаполисов, к числу которых относится Санкт-Петербург, находится в тесной связи с проблемой снижения риска и уменьшения последствий природных и техногенных катастроф согласно приказу № 577 от 30.03.2002 президента РФ. Включение в 1990 году исторического центра города в список объектов культурного наследия, охраняемых ЮНЕСКО, требует проведения мероприятий по сохранению архитектурно-исторических памятников, многие из которых испытывают неравномерные осадки. Санкт-Петербург относится к городам, для которых характерны сложные инженерно-геологические, гидрогеологические и геоэкологические условия, что необходимо учитывать при проектировании, строительстве, эксплуатации и реконструкции наземных и подземных сооружений.
Специфика инженерно-геологической и геоэкологической обстановки и степень освоения ПП города предопределяет интенсивное развитие геологических процессов как природного, так и природно-техногенного генезиса. Изучение закономерностей возникновения и динамики развития таких процессов ведется непланомерно и носит случайный характер. Следовательно, на настоящем этапе возникает необходимость комплексного исследования различных экзогенных процессов и разработки мероприятий, предупреждающих их развитие, что способствует повышению надежности функционирования наземных и подземных сооружений.
Цель работы. Комплексное изучение природных и техногенных факторов, определяющих возникновение и динамику развития геологических процессов в ПП Санкт-Петербурга для повышения безопасности строительства, эксплуатации и реконструкции сооружений различного назначения.
Основные задачи исследований: 1) качественная и количественная оценка влияния природных и техногенных факторов на особенности развития и/или активизации геологических процессов в ПП Санкт-Петербурга; 2) специфика развития геологических процессов, определяющих условия строи-

тельства, функционирования и реконструкции наземных и подземных сооружений; 3) характеристика и систематизация экзогенных процессов с учетом изменения напряженно-деформированного состояния пород, гидродинамических, физико-химических условий и микробной пораженности пород в ПП Санкт-Петербурга; 4) совершенствование кардинальных и превентивных мероприятий по предупреждению развития экзогенных процессов в ПП с целью повышения безопасности его освоения и использования.
Защищаемые положения. На защиту выносятся следующие защищаемые положения:
1 .Развитие природных экзогенных процессов в подземном пространстве Санкт-Петербурга определяется особенностями структурнотектонического положения региона, диктующими специфику подземного рельефа и трещиноватость коренных пород осадочного чехла, наличием мощной толщи нелитифицированных песчано-глинистых водонасыщенных отложений, содержащих природную органику и микробиоту, а также гидродинамическим режимом шести прослеживаемых водоносных горизонтов,
2. Динамика развития природно-техногенных процессов определяется закономерностями преобразования напряженного состояния при освоении подземного пространства, трансформацией состава, состояния и физикомеханических свойств песчано-глинистых отложений в процессе загрязнения подземной среды, изменении биохимических условий, а также окислительновосстановительной и кислотно-щелочной обстановки.
3. Выполненная систематизация экзогенных процессов по определяющим природным и/или техногенным факторам способствует повышению достоверности их прогнозирования, безопасности строительства, эксплуатации и реконструкции сооружений, позволяет разработать мероприятия по предупреждению развития последствий их проявления.
Достоверность научных положений и выводов. В диссертационной работе использован большой объем теоретических и экспериментальных исследований по установлению природы и характера развития различных экзоТаблица 1.7— Основные сведения о газопроявлениях на территории Санкт-Петербурга и Санкт-Петербургского реюна 89, 116,1421
N Участок газопроявления Газоносная толща Состав газа Глубина залегания, м Характер газопроявления
1 В.О., 1-я линия, угол проспекта Пролетарской победы Литориновые отложения Г орючий - -
2 В.О., 22 линия (у здания ЦНИГРИ) то же то же 8-12 -
3 В.О., Кожевенная линия (кожевенный завод им. Радищева) то же то же 6-10 -
4 Казанский остров, наб. канала Грибоедова, около Казанского собора то же то же - Газопроявление в виде газогрязевого выброса
5 Петроградский остров, пл. Революции то же то же 12-15 -
6 Станция Сортировочная (кирпичный завод) Микулинские слои Углеводород- ный 19-20 28-32 Газо-грязевой выброс на высоту 6-7 м в течение 1 часа
7 У Володарского моста (рядом с Фарфоров-ским заводом) то же Горючий - Выброс газо-грязевой смеси на большую высоту
8 Правый берег Невы, «Уткина заводь» то же Азотно- углеводород- ный 24-39 -
9 Правый берег Невы, в районе пристани Зиновьево то же то же 26-27 Фонтанирование газо-грязевой смеси на большую высоту. Длительность газопроявления более 1 года
10 Деревня Большие пороги, у ручья Рослова то же Углеводород- ный •- Интенсивность газогенерации 120 л/час
11 Невдубстрой то же то же 28-31 Фонтанирование газо-грязевой смеси в течение одного часа
12 Рижский проспект (завод Степана Разина) Породы венда и кембрия Негорючий - Газ в виде мелких пузырьков (при откачке воды из скважины)
13 Аптекарский остров, ул. Грота то же то же - то же