Пътищата и жп линиите в планински райони налагат по-специфични проучвания на терена

Разговор с доц. д-р. инж. геол. Ивайло Иванов, зам. декан по учебната дейност във Факултет по транспортно строителство, преподавател в катедра "Геотехника", УАСГ

Доц. Иванов, бихте ли запознал читателите с особеностите на проектиране, строителство и поддръжка на транспортни съоръжения в планински райони?
Планинският релеф на България е красотата и проклятието на нашите пътища. Пътищата ни и жп линиите преминават през страхотни местности, съчетания от скали, гори, планини, понякога край морето, но този красив релеф създава проблеми както при самото строителство, така и при последващата поддръжка. За да може да се получи достоверна информация, когато се правят геоложки проучвания за строителството или при укрепване на склонове, са налагат по-специфични изисквания, специално за скалните склонове. В тези случаи проучванията не се ограничават само до това да се определят някои характеристики чрез стандартни методи като сондиране, например.

В такива планински условия често е наложително използването на различни методи, понякога нестандартни, за да може да се получи информация, достатъчна за гарантиране на укрепването на склона и безопасното строителство. И точно в тази връзка съвместните усилия на геолози, проектанти и строители трябва да бъдат непрекъснати.

Разкажете повече за изискванията към геоложките проучвания на склонове за нуждите на транспортното строителство.
Едно по-специфично изискване, специално за склонове в скали, особено близо до пътища и жп линии, е да се направи много точна оценка на напукаността на скалите. Това, съчетано със статистически изчисления, би могло да даде представа за степента на опасност и риск на отделни зони от скалния откос, които трябва да бъдат укрепени. Тук трябва да направя едно уточнение, че опасните места невинаги са рискови. Например може да има места с много пукнатини, където падат скални късове, но сами по себе си те да не предизвикат големи повреди по съоръжението. Затова и трябва да се укрепяват местата, които съчетават зоните с най-висока опасност и най-висок риск. Това изисква по-специфични и задълбочени проучвания.

Следващото изискване е свързано със склонове и откоси със седиментни скали, където има напластяване. За тези места е важно да се определи точното пространствено положение на пластовете от различни скали. Определянето на техните размери, геотехнически характеристики и точното разположение в пространството е изключително ценно за проектирането и понякога облекчава много проектната дейност, строителството или укрепяването на даден скален масив.

Трето специфично изискване е свързано с проучване на вече случили се свлачища или срутища, които биха могли да повредят дадено транспортно съоръжение. Тук има два важни момента, които да се вземат под внимание.

Първото, и то важи за всякакво строителство в такива райони, е подробно проучване, което обхваща много по-голяма територия отколкото тази, която би засегнало свлачището. Второ много специфично, и специално за пътните съоръжения, е, че понякога може да се окаже, че няма никакъв смисъл, нито икономически, нито строителен, пътят да преминава оттам, като много по-изгодно и безопасно може да се окаже прокарването на нов път на друго, по-стабилно място.

Бихте ли споделил за интересни примери от практиката, където са приложени разгледаните от Вас проучвания?
Първият пример е за скален откос на жп линията София-Варна, близо до гара Церово. Откосът е изграден от пясъчници и аргилити - седиментни скали, от които непрекъснато се откъсват скални късове, застрашават преминаващите влакове и повреждат електрическите стълбове. Беше необходимо да се направи проучване, на база на което да се търси решение за укрепяване на въпросния откос. В случая нямаше как да се приложи решение с мрежи, за да запазим видима една интересна геоложка особеност – Церовската флексура. Това е една интересна стъпаловидна гънка, която е добре известна сред българската и международна геоложка общност.

За да могат да бъдат изпълнени изискванията и да се направи статистическа обработка, първо бяха заснети пукнатините в този склон с височина от около 30 метра. Това заснемане се извърши от алпинисти с инженерна подготовка, които ред по ред, метър по метър обследваха масива и събраха данни за напукаността му. Въз основа на тази база данни се направиха структурни диаграми, определиха се основните блокове, които биха могли да паднат от откоса, техните размери и форми, за да се прецени какво да бъде укрепването. Освен обследване гъстотата на пукнатините, в продължение на две години се проследяваше падането на различни скални късове и се установи, че местата с най-много паднали късове са от местата с най-голяма гъстота на пукнатини, но в действителност това не винаги са най-рисковите зони, например защото са по-отдалечени от жп линията или в близост няма електрически стълбове. В резултат на това наблюдение вече имаше ясна представа къде са рисковите места, на които да се предвидят защитни съоръжения, а не да се укрепва целият откос.

Вторият пример е за определяне на пространственото положение на пластове в скални откоси, изградени от седиментни скали, по жп линията Русе-Подкова (пресичаща Стара планина), в района на гара Плачковци. Става въпрос за висок склон, с вертикална част (скален откос), покрит в горната си част с почвени пластове. Над склона, непосредствено срещу гарата, има построени жилищни блокове.

При овлажняване почвите от горната част на склона се свличат и затрупват жп линията. Същевременно от вертикалния скален откос върху жп линията падат и скални късове. Тази опасна комбинация представлява значителна опасност за преминаващите влакове. Освен това имаше регистрирани и деформации в жилищните блокове, построени над склона.

Тъй като склонът и откосът под него са с голяма дължина, се предвиждаше укрепителните съоръжения да заемат голяма площ. За да се гарантира сигурността на укрепването, се наложи всички пластове от пясъчници във вертикалната част да бъдат oписани и измерени метър по метър, отново със съдействието на алпинисти.

В резултат на проучването се определиха подходящите мощни пластове от пясъчници, в които да се фундират подпорните стени и да се закотвят анкерите, така че да се гарантира здравина и дълготрайност на укрепителните съоръжения.

Изградената подпорна стена е много сериозно съоръжениe на няколко етажа.

Третият пример е за проучване на участък от пътя за село Кавлак, в близост до гр. Велико Търново. В резултат на свлачищни и срутищни процеси при един от завоите на пътя имаше падане на скални късове и повреди на шосето. Проучването се затрудняваше от факта, че пътят беше на „етажи“ заради наличието на остър завой. Това наложи проучванията да обхванат не само участъка от пътя, а целия засегнат район.

Дейностите включваха проучване на скалните откоси и склонове над и около шосето на склона между горната и долната част на пътя, както и на склона под пътя – район доста по-голям от засегнатия участък, с цел максимално ясна картина откъде, как и защо са се развили свлачищните и срутищни процеси и как да бъдат преодолени. Решението на проблема включваше: защитни стени и анкериране на скалните масиви над шосето, защитна стена под междинния склон, системи от пилоти, които да защитят пътя от свличане на склона под него, комплекс от отводнителни мероприятия.