Эксплуатация потенциально опасных объектов

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

Введение

1. Основные понятия и характеристики чрезвычайных ситуаций

2. Прогнозирование или оценка обстановки во время возникновения чрезвычайных ситуаций при воздействии карстов

3. Инженерно -технические мероприятия гражданской защиты при возникновении чрезвычайной ситуации природного характера при воздействии карстов

Заключение

Введение

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. На рубеже XXI века человечество всё больше и больше ощущает на себе проблемы, возникающие при проживании в высокоиндустриальном обществе. Опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Практически ежедневно в различных уголках нашей планеты возникают так называемые "Чрезвычайные Ситуации" (ЧС), это сообщения в средствах массовой информации о катастрофах, стихийных бедствиях, очередной аварии, военного конфликта или акта терроризма.

Количество ЧС растет лавинообразно и за последние 20 лет возросло в 2 раза. А это значит, растёт число жертв и материальный ущерб, как в промышленности, так и на транспорте, в быту, в армии и т.д. Но наибольшую опасность представляют крупные аварии, катастрофы на промышленных объектах и на транспорте, а также стихийные и экологические бедствия. В результате вызываемые ими социально-экологические последствия сопоставимы с крупномасштабными военными конфликтами.

Аварии и катастрофы не имеют национальных границ, они ведут к гибели людей и создают в свою очередь социально политическую напряженность (пример - Чернобыльская авария). На всех континентах Земли эксплуатируются тысячи потенциально опасных объектов с такими объёмами запасов радиоактивных, взрывчатых и отравляющих веществ которые в случае ЧС могут нанести невосполнимые потери окружающей среде или даже уничтожить на Земле жизнь.

чрезвычайный авария закарстованный защита

1. Основные понятия и характеристики чрезвычайных ситуаций

Чрезвычайная ситуация -- это состояние, при котором в результате возникновения источника ЧС на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и природной среде.

Под источником чрезвычайных ситуаций понимают опасное природное явление, аварию или опасное техногенное происшествие, широко распространенные инфекционные болезни людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также применение современных средств поражения, в результате чего происходит или может произойти ЧС.

Всякому чрезвычайному событию предшествует те или иные отклонения от нормального хода какого-либо процесса. Характер развития события и его последствия определяются дестабилизирующими факторами различного происхождения. Это может быть и природное, антропогенное социальное или иное воздействие нарушающее функционирование системы.

По причинам возникновения различают четыре типа чрезвычайных ситуаций: природные (стихийные бедствия), техногенные (производственные), экологические и социальные. В данном же случае мы рассмотрим ЧС природного характера при воздействии карстов.

ЧС природного характера - это неблагоприятная обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате опасного природного явления, которое может повлечь за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью, материальные потери и нарушения условий жизнедеятельности населения.

ЧС складывается только тогда, когда в результате проявления опасного природного явления возникает реальная угроза жизни человека и окружающей его среде. ЧС природного характера еще называют стихийными бедствиями.

Карст - совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами -- гипсом, известняком, мрамором, доломитом и каменной солью.

Наиболее характерны для карста отрицательные формы рельефа. По происхождению они подразделяются на формы, образованные путём растворения, эрозионные и смешанные. По морфологии выделяются следующие образования: карры, колодцы, шахты, провалы, воронки, слепые карстовые овраги, долины, полья, карстовые пещеры, подземные карстовые каналы. Для развития карстового процесса необходимы следующие условия:

ровная или слабо наклонная поверхность, чтобы вода могла застаиваться и просачиваться внутрь; значительная толщина горных пород, поддающихся карстованию (растворению), и их трещиноватость; неравновесность или агрессивность подземных вод с растворимой горной породой; наличие условий, обеспечивающих движение подземных вод.

По глубине уровня подземных вод различают карст глубокий и мелкий. Различают также «голый», или средиземноморский карст, у которого карстовые формы рельефа лишены почвенного и растительного покрова (например, Горный Крым), и «покрытый» или среднеевропейский карст, на поверхности которого сохраняется кора выветривания и развит почвенный и растительный покров.

2. Прогнозирование или оценка обстановки во время возникновения чрезвычайных ситуаций при воздействии карстов

Карст не является элементарным процессом, а представляет собой совокупность физических и химических процессов, главными из которых являются растворение карстующихся пород и деформации этих пород и покровных отложений.

Карст развивается в масштабах геологического времени, и помимо растворения значительную роль в разрушении карстующихся пород играет выветривание и эрозия, т.е. процесс разрушения горных пород и почв водным протоком.

Поэтому, карст следует рассматривать как геологический процесс разрушения растворимых пород, сочетающий в себе растворение, выветривание и эрозию этих пород, и сопровождающийся формированием особого режима подземных вод, деформациями земной поверхности и образованием особого карстового рельефа.

Опасность карста определяется типами карста, разнообразными его проявлениями (поверхностными и подземными), а также типом, уровнем ответственности и конструктивными особенностями зданий и сооружений.

Аварии и повреждения сооружений на закарстованных территориях по их последствиям классифицируются следующим образом:

1. катастрофические разрушения (потеря общей устойчивости сооружения или основных несущих конструкций, приводящая к гибели людей или недопустимому заражению окружающей среды вредными химическими и радиоактивными веществами, пожарам и взрывам);

2. частичные разрушения и повреждения, приводящие к временному прекращению нормальной эксплуатации сооружений или интенсивному загрязнению окружающей среды;

3. повреждения, приводящие к существенному затруднению нормальной эксплуатации сооружений;

4. повреждения, которые могут при определенных условиях привести к временному затруднению нормальной эксплуатации сооружения;

5. повреждения, практически не приводящие к затруднению нормальной эксплуатации сооружения.

Характер опасности карста для различных типов сооружений и возможные последствия от воздействия карстовых процессов на сооружения представлены в таблице.

Центральным вопросом является прогнозирование карстовой опасности применительно к различным видам хозяйственной деятельности. Существует несколько видов «карстового риска», обусловленного:

- недопустимо интенсивным загрязнением геологической среды (при эксплуатации полигонов захоронения отходов, на промышленных площадках, вдоль трасс автомобильных и железных дорог, нефтепроводов и т. д.);

- вероятностью повреждений сооружений (провалами, оседаниями);

-возможностью внезапных прорывов карстовых вод в горные выработки или непредвиденных осложнений при устройстве глубоких фундаментов;

-недопустимыми утечками воды из водохранилищ, карстованием берегов водохранилищ.

Методы прогнозирования различных видов карстового риска принципиально отличаются друг от друга. Однако общим выходным параметром этих методов прогнозирования должна быть вероятность наступления той или иной негативной ситуации.

Отрицательное воздействие карста, в конечном счете, может приводить как к экономическому, так и к социально-экологическому ущербам (гибель или ухудшение здоровья людей и т.п.).

Поэтому на большинстве промышленных объектов располагающихся на закарстованных территориях, в условиях карстоопасности актуальным является непрерывный контроль (геомониторинг) за состоянием развития карста. К наиболее катастрофическим поверхностным проявлениям карста относятся:

- провалы;

- локальные оседания;

- оседания на больших площадях;

- карстовые (карстово-суффозионные) просадки.

Карстовым провалам часто предшествует вынос вышезалегающих пород в карстовые полости или трещиноватые зоны с частичным или полным их заполнением. Карстовые провалы представляют наибольшую опасность для большинства зданий и сооружений в силу следующих особенностей.

Визуальные признаки возможного провалообразования (трещины, просадки) чаще всего появляются в большинстве случаев лишь за несколько часов или минут до образования провала на земной поверхности или в основании сооружения;

Локальные оседания связаны с прогибом толщи грунтов над полостями и разуплотненными зонами в покровной толще, как и карстовые провалы, представляют серьезную опасность, хотя и несколько меньшую, чем карстовые провалы, в силу следующих их особенностей.

В период активного развития локальных оседаний вертикальная скорость оседания грунта может достигать нескольких сантиметров в сутки. Время формирования локального оседания может изменяться от нескольких дней до нескольких месяцев

Карстовые оседания в большинстве случаев представляют значительно меньшую опасность для зданий и сооружений в сравнении с провалами и локальными оседаниями.

Характерными особенностями карстовых оседаний являются следующие:

- формирование оседания продолжается более или менее постоянно в течение длительного времени (годы - десятки лет);

- скорость оседания на разных участках мульды неравномерна и может составлять от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в год;

- имеются периоды оживления и затухания оседания;

- размеры оседания в плане могут достигать нескольких сотен метров;

- в краевых частях оседаний, связанных с интенсивным растворением карстующихся пород и прогибом покровной толщи, формируются зоны разуплотненных с поверхности грунтов, благодаря которым облегчается инфильтрация поверхностных и атмосферных вод в грунт, что увеличивает вероятность карстово-суффозионных провалов.

В зоне оседаний помимо вертикальных деформаций имеются и горизонтальные деформации. Характерными особенностями карстовых (карстово-суффозионных) просадок являются:

- чаще всего просадки образуются под действием статических и динамических нагрузок от сооружений и при длительном замачивании грунта;

- карстовые просадки обычно не вызывая прогрессирующих разрушений зданий и сооружений, являются причинами образования трещин в стенах, перекоса конструкций;

- в ряде случаев просадки предшествуют образованию провалов или локальных оседаний.

К карстово-суффозионным процессам относится образование провалов при обрушении карстовых полостей при прорыве подземных водонасыщенных песчано-глинистых грунтов в закарстованные толщи. Карстовые и карстово-суффозионные процессы развиваются в результате геологической деятельности подземных вод и относятся к опасным трудно прогнозируемым процессам.

Изучение современных провалов и понижений на закарстованных территориях, закономерностей их пространственного размещения, позволило установить основные условия и факторы развития карстово-суффозионных процессов.

Основные условия - это пассивные компоненты геологической среды, то есть та обстановка, которая сформировалась на протяжении длительной истории геологического развития района и не может быть заметно изменена на наших глазах (подземный карст), это:

-наличие интенсивно закарстованных пород;

-наличие рыхлых покровных отложений, неустойчивых по отношению к различным фильтрационным деформациям (образований плывунов, т.е. водонасыщенные грунты; суффозии, т.е. вынос мелких минеральных частиц и растворенных веществ водой; и др.);

-приуроченность участка к зонам тектонических нарушений или другим ослабленным зонам.

Активизация карстового процесса на современном этапе тесно связана с хозяйственной деятельностью человека и, в частности, с нарушением естественной гидродинамической и гидрохимической обстановки.

Исходя из этого, несомненным является то, что карстовый массив является геологической системой, обладающей конкретной структурой (набором элементов и их взаимодействий), имеющей пространственно-временной характер. Как и все геологические системы, карстовый массив - динамичная система, поскольку его структура не является жесткой, не меняющейся со временем. В зависимости от эволюционного этапа данная система может находиться в состоянии равновесия (установившегося режима), быть консервативной (захороненной) или активной (приповерхностной, открытой).

Учитывая разнообразие геологических, гидрогеологических, климатических и других обстановок, отметим, что массивы растворимых пород находятся в неоднозначных условиях. В пределах конкретного массива, условия образования и развития карста можно принять постоянными в течение длительного времени.

Однако и здесь, на фоне общих условий происходят локальные изменения, связанные с влиянием на процесс карстообразования тех или иных факторов. Поэтому при расположении на закарстованных территориях потенциально экологически опасных объектов вероятность возникновения экологических катастроф и бедствий в значительной степени увеличивается. Это обстоятельство следует учитывать на всех стадиях эксплуатации зданий и сооружений.

Условием надежной эксплуатации потенциально экологически опасных объектов на карстоопасной территории должно быть проведение геомониторинга с целью обеспечения оперативными (пространственно-временными) прогнозами реальной карстовой опасности для разработки мер по предупреждению экологических катастроф или бедствий при воздействии карстовых деформаций.

Следовательно, цель геомониторинга - обеспечение информацией о существующем и возможном проявлении опасных карстовых процессов для обоснования мероприятий по предотвращению или ослаблению их негативных последствий, рациональному и экологически безопасному использованию ресурсов закарстованных территорий.

3. Инженерно-технические мероприятия гражданской защиты при возникновении чрезвычайной ситуации природного характера при воздействии карстов

Проведение мероприятий по инженерной защите населения и территорий при возникновении ЧС требует экстренного привлечения большого количества людских и материальных ресурсов, а также значительных финансовых затрат.

Заблаговременная реализация инженерно-технических мероприятий по защите населения и территорий позволяет значительно сократить эти затраты, а также людские потери и ущерб экономике от ЧС.

Комплекс мероприятий по инженерной защите населения и территорий осуществлялся по следующим основным направлениям:

- Поддержание в состоянии максимальной готовности к приему укрываемых имеющихся защитных сооружений, предназначенных для использования как в условиях военных конфликтов, так и в целях защиты персонала потенциально опасных объектов от чрезвычайных ситуаций;

- Возведение новых и своевременная реконструкция имеющихся гидротехнических сооружений в зонах повышенной гидрологической опасности;

- Осуществление мер по сейсмостойкому строительству в зонах, подверженных разрушительным землетрясениям;

- Проведение инженерных мероприятий по противодействию опасным геологическим процессам (селевым потокам, обвалам, карстам, сходам снежных лавин);

- Защита персонала радиационно и химически опасных объектов от поражающих факторов, вызываемых производственными авариями;

- Инженерное оборудование районов, прилегающих к атомным электростанциям;

- Осуществление контроля за своевременной и качественной разработкой в строительной документации соответствующих разделов по гражданской обороне и защите от чрезвычайных ситуаций.

В комплекс заблаговременных и оперативных мер по защите населения в чрезвычайных ситуациях в качестве важной составной части входят мероприятия инженерной защиты.

Особенностью инженерной защиты в условиях чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера является то, что она используется не только для защиты населения, но служит также важным направлением обеспечения защиты территорий.

Инженерная защита населения и территорий - это комплекс организационных и инженерно-технических мероприятий, проводимых заблаговременно, а также в оперативном порядке и направленных на предотвращение или максимальное снижение потерь населения при возникновении чрезвычайных ситуаций путем обеспечения укрытия и жизнедеятельности населения в защитных сооружениях, предотвращения, устранения или снижения до допустимого уровня отрицательного воздействия поражающих факторов стихийных бедствий, аварий, природных и техногенных катастроф.

Противокарстовые мероприятия следует предусматривать при проектировании зданий и сооружений на территориях, в геологическом строении которых присутствуют растворимые горные породы (известняки, доломиты, мел, обломочные грунты с карбонатным цементом, гипсы, ангидриты, каменная соль) и имеются карстовые проявления на поверхности (карры, поноры, воронки, котловины, карстово-эрозионные овраги, полья) и (или) в глубине грунтового массива (разуплотнения грунтов, полости, каналы, галереи, пещеры, воклюзы).

Для инженерной защиты зданий и сооружений от карста применяют следующие противокарстовые мероприятия или их сочетания:

планировочные;

водозащитные и противофильтрационные;

геотехнические (укрепление оснований);

конструктивные;

технологические;

эксплуатационные.

Противокарстовые мероприятия следует выбирать в зависимости от характера выявленных и прогнозируемых карстовых проявлений, вида карстующихся пород, условий их залегания и требований, определяемых особенностями проектируемой защиты и защищаемых территорий и сооружений с учетом СНиП 2.02.01.

Противокарстовые мероприятия должны:

- предотвращать активизацию, а при необходимости и снижать активность карстовых и карстово-суффозионных процессов;

- исключать или уменьшать в необходимой степени карстовые и карстово-суффозионные деформации грунтовых толщ;

- предотвращать повышенную фильтрацию и прорывы воды из карстовых полостей в подземные помещения и горные выработки;

- обеспечивать возможность нормальной эксплуатации территорий, зданий, сооружений, подземных помещений и горных выработок при допущенных карстовых проявлениях.

Планировочные противокарстовые мероприятия должны обеспечивать рациональное использование закарстованных территорий и оптимизацию затрат на противокарстовую защиту. Они должны учитывать перспективу развития данного района и влияние противокарстовой защиты на условия развития карста.

В состав планировочных противокарстовых мероприятий входят:

- специальная компоновка функциональных зон, трассировка магистральных улиц и сетей при разработке планировочной структуры с максимально возможным обходом карстоопасных участков и размещением на них зеленых насаждений;

- разработка инженерной защиты территорий от техногенного влияния строительства на развитие карста;

- расположение зданий и сооружений на менее опасных участках, как правило, за пределами участков I-II категорий устойчивости относительно интенсивности карстовых провалов (приложение Ж), а также за пределами участков с меньшей интенсивностью (частотой) образования провалов, но со средними их диаметрами больше 20 м (категория устойчивости А).

К геотехническим мероприятиям относятся:

- тампонирование карстовых полостей и трещин, обнаруженных на земной поверхности, в котлованах и горных выработках (шурфах, штольнях и т.д.);

- закрепление закарстованных пород и (или) вышезалегающих грунтов инъекцией цементационных растворов или другими способами;

- опирание фундаментов на надежные незакарстованные или закрепленные грунты.

С целью опирания на надежные грунты применяют: увеличение глубины заложения фундаментов, забивные, бурозабивные или буронабивные сваи, другие фундаменты глубокого заложения, замену ненадежных грунтов и другие мероприятия.

Эффективность осуществления геотехнических противокарстовых мероприятий проверяют бурением контрольных скважин.

Если применением геотехнических мероприятий возможность образования карстовых (и карстово-суффозионных) деформаций полностью не исключена, а также в случае технической невозможности или нецелесообразности их применения должны предусматриваться конструктивные мероприятия, назначаемые согласно СНиП 2.02.01, исходя из расчета фундаментов и конструкций сооружения с учетом образования карстовых деформаций.

Заключение

Карст очень широко распространён на поверхности Земли и в приповерхностной зоне земной коры.

Наблюдается исключительно большая специфичность и универсальность карстовых форм и гидрологических явлений. Карры встречаются не во всех типах карста, но как только карстующаяся порода обнажается на поверхности, они появляются.

В различных геолого-геоморфологических и физико-географических условиях карстовые формы представлены неодинаковыми разновидностями, но основные типы форм и гидрологических явлений налицо всюду. Универсальность карстовых форм и гидрологических явлений - это следствие ведущего процесса в образовании карста: процесса выщелачивания растворимых горных пород.

Также влияние на развитие карста оказывает физико-географическая обстановка, с которой связана широтная и высотная зональность карстовых явлений. Карстовый рельеф, карстовые ландшафты и происходящие в них процессы настолько специфичны, что ни одно серьёзное хозяйственное мероприятие на закарстованной территории не может быть выполнено без их учёта и часто без специального изучения.

Поэтому в основу исходных данных при проектировании фундаментов зданий и сооружений принимают максимальные величины прогнозируемых деформаций земной поверхности на участке строительства, результаты районирования карстовых деформаций по типу и величине, физико-механические характеристики грунтов.

Степень разрушающего воздействия карстовых деформаций в основаниях сооружений зависит от вида карстопроявления, типа и конструктивных особенностей сооружений, инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории, архитектурно-планировочных решений, конструктивных, технологических и эксплуатационных мероприятий.

Поэтому на территориях с карстовыми проявлениями работы по их устранению можно проводить с учетом общих мероприятий - путем снижения интенсивности растворения карствующих пород, уменьшения влияния хозяйственной деятельности на развитие карстообразования или создания искусственного водоупорного слоя, замедляющего карстообразование, методами силикатизации и цементации, так и конкретными локальными мероприятиями - защитой конкретных объектов от воздействия карста.

Размещено на Allbest.ru