Сооружение земляного полотна в карстовых районах

При постройке инженерных сооружений и железнодорожного земляного полотна требуется всестороннее обследование района распространения карста.

Изучению подлежат:
1. Поверхностные и подземные формы проявления карста с выяснением их очертания, возраста, закономерности в размещении и направлении их развития.

2. Состав, мощность, глубина залегания карстующейся породы, условия напластования, характер поверхности, степень обнажения породы.

3. Геологические и гидрогеологические процессы, обусловившие формирование местности, характер и степень трещиноватости породы.

4. Литологический состав, однородность, мощность и проницаемость пород, покрывающих карстующийся массив.

5. Режим грунтовых вод, связь их с поверхностными водами, условия питания массива и, кроме того, степень минерализации вод, количество в них углекислоты и агрессивность действия вод на растворимые породы.

В результате комплексного исследования карстового района должны быть оконтурены зоны; 1) благоприятные для трассирования железных дорог или для размещения сооружений и 2) опасные, неблагоприятные для строительства, требующие исключения для использования или требующие принятия особых мер для обеспечения устойчивости проектируемых сооружений.

Условиями, определяющими достаточно безопасное размещение трассы и инженерных сооружений, являются: большая толща водонепроницаемого покрытия над карстующейся породой, малая толща этой породы и малая её трещиноватость, удалённость сооружений от воронок, пещер и больших трещин, крутое падение пластов карстующейся породы, направление трассы поперёк карстующейся породы, малый расход и малые скорости подземных вод, малое содержание углекислоты в растворе и высокая минерализация воды.

При проектировании земляного полотна необходимо дополнительно принимать следующие меры, обеспечивающие его устойчивость:

1. Тщательно регулировать поверхностный сток на достаточно широкой полосе, прилегающей к полотну, путём системы канав и планировок; давать прочную водонепроницаемую одежду водоотводным канавам; укреплять овраги, ликвидировать зияющие каналы типа понор; создавать пути для стока воды к искусственным сооружениям с водонепроницаемым дном, обеспечивая быстрый сброс от них поверхностных вод; избегать перепуска воды из одного бассейна в другой канавами вдоль пути; с этой целью устраивают искусственные сооружения в каждом логу и потоке.

2. Вести борьбу с застойными водами в районах развития карстовых процессов.
3. Обеспечивать сбор подземных вод и отвод их в русло искусственных сооружений.

4. Удалять резервы от земляного полотна при недостаточной толщине водонепроницаемого покрытия. При выборе стороны расположения резервов располагать их так, чтобы не было притока просачивающейся через дно резерва воды к растворимым породам под насыпью.

При расположении резерва с подгорной стороны необходимо делать с нагорной стороны канаву с водонепроницаемой одеждой.

5. Сооружать земляное полотно следует преимущественно насыпями. Целесообразно избегать выемок, в особенности глубоких, нарушающих современный рельеф и уменьшающих толщу кровли над растворимыми породами, что облегчает доступ к ним поверхностных вод.

6. Заполнять в случае необходимости пустоты, образовавшиеся под земляным полотном или вблизи него, не растворимыми в воде материалами (лучшим считается крупно-зернистый песок). Применение дренажной засыпки в пещерах и пустотах часто обеспечивает сохранность установившегося режима подземных вод.

Учитывая наличие в районах карста на отдельных участках высокой минерализации подземных вод, способных при изменении режима отлагать по пути следования соли (особенно в местах контакта грунтового потока с дренирующим заполнителем), проектировать дренажи с трубами или галлереями по дну, обеспечивающими быстрый сбор подземных вод.

7. Заполнять образовавшиеся на земной поверхности воронки нерастворимым тампонирующим материалом (глиной со щебнем) при плотном послойном трамбовании его при укладке.

8. При угрожающем характере трещиноватости растворимых пород прекращать циркуляцию в них воды, пользуясь новейшими методами закрепления горных пород — глинизацией, цементацией и битумизацией, обосновывая выбор метода соответствующими гидрогеологическими и другими условиями.

9. Установить непрерывное наблюдение за участками распространения карста, обеспечивая заблаговременное определение хода развития процесса для своевременного осуществления необходимых профилактических мероприятий.

10. Не допускать, как правило, искусственных сооружений, работающих с подпором.
11. Устранять сток поверхностных вод в поноры, воронки карста, каверны.

При трассировании линии следует предпочесть участки, где толщина кровли над карстующимися породами больше 8—10 м и где, судя по системе воронок, процесс карстования закончился (или близок к концу).