Анализ и обобщение проектных материалов

Коммуникации в подземные сооружения, проектируемые в строящиеся в г. Москве, подразделяются на:

- газопроводы;

- водопроводы;

- канализационные коллекторы;

- водостоки;

- дренажи;

- теплосети;

- общие коллекторы;

- пешеходные переходы;

- подземные автостоянки.

Для строительства инженерных коммуникаций в настоящее время, в основном, используются напорные и безнапорные железобетонные трубы диаметром от 400 до 3500 мм [3, 4], а также асбоцементные, пластмассовые и металлические. Исходя из особенностей строительства и эксплуатация подземных трубопроводов в г. Москве (стесненные условия, большое насыщение подземного пространства коммуникациями) была установлена область применения железобетонных труб для строительства систем водоснабжения и канализации [3]. Железобетонные трубы применяются:

- при прокладке в грунтах с достаточной несущей способностью;

- в средах неагрессивных к бетону;

- под усовершенствованными покрытиями улиц.

Применение железобетонных труб не допускается в следующих случаях:

- при пересечении с железнодорожным полотном и метрополитеном;

- для хозяйственно-питьевых водопроводов в местах пересечения с канализацией;

- при параллельной прокладке с метро на расстоянии от конструкции тоннеля менее 12 м;

- в заиленных и заторфованных грунтах;

- в карстовых и оползневых районах;

- при проходе водных преград.

В этих случаях на трубопроводах из железобетонных труб предусматриваются стальные вставки [1], если вставок слишком много, то используются трубы из других материалов. В связи с низкими герметичными свойствами железобетонных труб диаметром до 1000 мм при проектировании трубопроводов хозяйственно-бытовой канализации применяются асбоцементные, пластмассовые и чугунные (для центральной части города) трубы.

Заделка стыковых соединений в трубопроводах хозяйственно-бытовой канализации происходит путем зачеканки просмоленной пряди в кольцевой зазор и заделки стальной части асбоцементной смесью (для труб диаметром 400, 800, 1000, 1200 мм). Для труб диаметром 500, 600, 1500 мм герметизация стыковых соединений осуществляется с помощью резиновых колец. В трубопроводах диаметром от 2000 до 3500 мм заделка стыков предусматривается путем зачеканки изнутри асбоцементной смесью. Глубина заложения трубопроводов с применением железобетонных труб назначается в соответствии с указанием СНиП 2.04.02-84 и СНиП 2.04.03-85 [21, 22]. Учитывая климатические условия и особенности строительства в г. Москва, высота засыпки над верхом труб составляет 1,5 - 2 м. В отдельных случаях на небольших участках (при пересечении с другими сооружениями высота засыпки колеблется от 0,7 до 6 м [3].т Прокладка подземных трубопроводов в г. Москве осуществляется в основном в четвертичных песчано-суглинистых грунтах, а также в насыпных грунтах. Наиболее часто встречающимся конструктивным решением трубопроводов является укладка труб на грунтовое основание, с устройством песчаной или грунтовой подушки (для труб диаметром 400 мм) также используются бетонные (для труб диаметром 2000 мм) свайные основания и обоймы усиления (для труб диаметром 3500 мм).

При строительстве подземных трубопроводов с применением железобетонных труб имеют место следующие недостатки:

1) несоответствие качества труб ГОСТу;

2) нарушение правил разгрузки, складирования и хранения труб;

3) некачественная подготовка грунтовых оснований и недостаточное уплотнение грунтов при засыпке траншей;

4) низкое качество герметизации стыковых соединений, которое может происходить из-за недостатков формования и обработки раструба, в результате образуется зазор между трубами в 5-7 см вместо предусматриваемых СНиП 1,5-2 см.

Особенно слабым местом является соединение втулочных стальных переходов с раструбами железобетонных труб. Низкая герметичность часто приводит к прорастанию корней деревьев через стыковые соединения.

В процессе эксплуатации наиболее часто встречающимися причинами аварий и разрушений трубопроводов являются:

1) газовая коррозия незаполненной части трубопроводов хозяйственно-бытовой канализации после работы 10-15 лет;

2) абразивное истирание вследствие больших скоростей движения жидкости и низкой плотности бетона;

3) разрушение труб в результате укладки на действующие трубопроводы других подземных коммуникаций, за счет чего создается дополнительная точечная нагрузка на трубы;

4) низкая водонепроницаемость труб диаметром 400-800 мм;

5) применение заведомо некачественных труб.

Строительство подземных коммуникаций, как в районах новой застройки города, так и реконструируемых территориях в настоящее время осуществляется, главным образом, раздельным способом прокладок разных сетей, что приводит к инженерным решениям, весьма неэкономичным в эксплуатации (повышенная аварийность сетей, разрытие территорий, неудобства при движении транспорта и пешеходов).

С экологической точки зрения способ раздельной прокладки имеет ряд существенных недостатков:

- недоступность сетей для наблюдения, осмотра и ремонта, как правило, вызывает неудобства в эксплуатации и большое количество разрытий на городских проездах при всякого рода ремонтах;

- малая долговечность сетей, в связи с коррозией и порчей материальной части в отдельных каналах разной конструкции.

При раздельной прокладке для инженерных коммуникаций используются в основном железобетонные трубы, реже применяются асбоцементные, пластмассовые и металлические трубы. Строительство трубопроводов в г. Москве с применением железобетонных труб производится с соблюдением требований соответствующих инструкций [3, 4], однако, в процессе производства работ, имеют место различные нарушения правил разгрузки, хранения труб, а также технологии строительства, что приводит к порче труб и ухудшению эксплуатационных свойств трубопроводов. По данным института Мосинжпроект [3, 4], ежегодно на напорных трубопроводах происходит 5-6 аварий. Основной причиной аварии являются: разгерметизация стыков труб, разрушение раструбов труб, которое происходит из-за некачественной подготовки грунтового основания (недостаточное уплотнение), а также из-за некачественного выполнения герметизации стыков. Наиболее целесообразным с экологической точки зрения и благоприятным является прокладка кабельных, теплофикационных, водопроводных и других сетей совместно, в общих коммуникационных тоннелях [6, 7]. В плане подземные коллекторы для инженерных коммуникаций проложены вдоль основных улиц в тротуарах, под проезжей частью и полосами зеленых насаждений. В продольном профиле существующие коллектора построены с учетом отвода аварийных и грунтовых вод в пониженные точки, где имеются аварийные насосные станции.

По форме поперечных сечений, существующие подземные коллектора обычно прямоугольные, реже круглые, построены из сборного железобетона. Ширина подземных коллекторов колеблется от 1,9 до 2,7 м, а высота - от 2,1 до 3,0 м. Основным типом коллектора для инженерных коммуникаций является коллектор, в котором проложены две трубы теплосети, водопровод и кабели (электрические и телефонные), реже встречаются другие модификации. В отличие от раздельной прокладки подземных сетей, способ совместной их прокладки в общих коллекторах имеет ряд преимуществ:

- компактное использование подземного пространства;

- повышение долговечности материальной части сети и обеспечение наилучших условий эксплуатации, срок эксплуатации подземных стальных трубопроводов во многих случаях не превышает 10-15 лет [3, 4] вследствие коррозии труб, которая практически отсутствует в коллекторах;

- сохранность проезжей части, так как не требуется разрытия городской территории для ремонта сетей и необходимости прокладки новых коммуникаций.

Для нормальных условий эксплуатации коллекторов и создания необходимого температурно-влажностного режима устанавливается вентиляция.

2.2. Влияние строительства и эксплуатации подземных сооружений и коммуникаций на окружающую среду

Воздействие подземных сооружений на окружающую среду - процесс многофакторный и неоднозначный. Степень и характер воздействия строительства и эксплуатации сооружения в значительной мере определяются технологиями строительства, глубиной заложения фундамента и размерами сооружения, местными геоморфологическими, инженерно-геологическими, гидрогеологическими и другими условиями территории.

В развитии любого рода производственных объектов можно выделать две стадии: становления (строительства) и функционирования (эксплуатации).

Воздействие начинается с начала производства строительных работ и продолжается в результате взаимодействия окружающей среды и инженерных коммуникаций и подземных сооружений в процессе эксплуатации. Воздействие строительства и эксплуатации сооружений должно оцениваться раздельно при составлении раздела ОВОС, однако описание этого воздействия в данных методических указаниях дано совместно, т.к. механизмы влияния на окружающую среду одинаковы и различаются лишь по степени и набору изменяемых компонент окружающей среды. В конце каждого подраздела, описывающего виды воздействия на окружающую среду и возможные последствия этого воздействия, указаны также виды подземных сооружений, которые могут вызвать такое воздействие. Воздействие строительства и эксплуатация проектируемых сооружений и коммуникаций на окружающую среду выражается в изменениях основных компонентов экосистемы, к которым относятся:

а) Подземные и поверхностные воды;

б) Почвы и грунты;

в) Растительный и животный мир;

г) Социальная сфера.

Главное и прямое воздействие данные объекты оказывают на подземные воды, почвы и грунты. Влияние на другие компоненты является косвенным или вызванным в результате воздействия на гидролитосферу.

2.2.1. Подземные и поверхностные воды

Воздействие сооружений и коммуникаций на подземные и поверхностные воды (гидросферу) проявляется в изменении условий питания, движения и разгрузки подземных и поверхностных вод, условий их взаимосвязи, качества подземных и поверхностных вод. Наиболее распространенным видом является гидродинамическое воздействие, выражающееся в изменении уровней подземных вод. Это воздействие оказывают, в общем случае, все виды подземных сооружений, список которых приведен в начале гл. 2.1.

2.2.1.1. Повышение уровня подземных вод

Повышение уровня грунтовых вод связано с увеличением приходных составляющих в общем балансе грунтовых вод за счет дополнительного питания, возникающего в результате техногенных процессов и явлений. Неглубокое залегание грунтовых вод, природное или связанное с техногенным воздействием, вызывает сложные технические проблемы, включая осушение подтопленных сооружений. Увлажнение в прошлом сухих пород уменьшает их несущую способность и может вызвать оседание сооружений. Неравномерное оседание поверхности сопровождается образованием трещин в сооружениях, их разрушением. Повышение уровня грунтовых вод в центральных городских районах представляет угрозу сохранности находящихся в земле технических сооружений, таких как тоннели и глубокие фундаменты, проложенные ранее в обезвоженной зоне. Повышение уровня грунтовых вод может привести к обводнению пород зоны аэрации, изменению их прочностных свойств, повышению деформируемости и, как следствие, к неравномерным значительным осадкам зданий. Повышение уровня подземных вод активизирует просадочные, карстово-суффозионные, оползневые и иные процессы, приводит к возникновению гидродинамического и взвешивающего давления. Вызываемое подъемом уровня подтопление, а зачастую и заболачивание территории приводит к изменению сложившегося на данной территории биогеоценоза. Перекрытие сооружением части водоносного горизонта приводит к уменьшению проводимости пласта, что вызывает повышение уровня подземных вод выше по потоку. Одним из следствий этого явления является сезонное промерзание ранее сухих пород, вызывающее пучение почвы, что приводит к деформации фундаментов существующих и строящихся сооружений. Величина подпора уровней подземных вод зависит от естественного (существующего) градиента напора, вертикального строения водоносной толщи, а также от положения сооружения в разрезе и его ориентировки по отношению к направлению естественного потока. Полная количественная оценка явлений подпора производится с помощью моделирования фильтрационной задачи, учитывающей местные гидрогеологические условия. Предварительная оценка для простых условий (затопленный коллектор в однородной толще, нормально к потоку, вдали от границ потока) может быть выполнена по формуле:

Dh = l ₀L₀ I / (h₀ - l ₀),

где Dh - подъем уровня подземных вод выше по потоку от коллектора; l ₀, L₀ - высота и ширина коллектора; h₀, I - начальная мощность и градиент напора естественного потока. Повышение уровня подземных вод вызывают сооружения, которые перекрывают часть водоносного горизонта. К таким можно отнести, в общем случае, все вышеупомянутые подземные сооружения. Степень влияния каждого сооружения будет определяться конкретными условиями территории строительства. Прямая инфильтрация из строительного котлована или траншеи ведет к локальному увеличению инфильтрационного питания, что, в свою очередь, приводит к повышению уровней и вышеперечисленным последствиям. Значительное повышение уровня подземных вод возникает также в результате утечек из водонесущих коммуникаций. Причины, по которым происходят утечки, более подробно были описаны выше, в главе 2.1. Наибольшая интенсивность утечек наблюдается в центральной части города. Это связано с тем, что центр уже давно осваивается и подземное пространство там сильно насыщено коммуникациями. Минимальные утечки имеют место, где застройка и соответственно наличие подземных сооружений и коммуникаций незначительные. Утечки возможны из водопроводов, канализационных коллекторов, водостоков, дренажных систем.

2.2.1.2. Понижение уровня подземных вод

При строительстве сооружений и коммуникаций, в случае заглубления их ниже поверхностных грунтовых вод, зачастую планируются проведение водопонижения, предпринимаемое с целью недопущения притока подземных вод в строительный забой или водоотлив из него. В результате откачки образуется депрессионная воронка. Задача строительного водопонижения, в общем, заключается в соответствующем развитии и поддержании в течение необходимого времени депрессионной воронки, а также в снятии избыточного напора в подстилающих водоносных породах. Водопонижение применяется в том случае, если трубопровод проложен непосредственно или частично в водоносном горизонте.

Ожидаемый дебит водопритока к строительному котловану в однородном водоносном горизонте ориентировочно оценивается по формуле:

где k - коэффициент фильтрации; h₀ - начальная мощность горизонта; S₀ - заглубление дна котлована ниже естественного уровне подземных вод; r₀ - приведенный радиус котлована; R - радиус питания; ориентировочно оцениваемый по таблице [30]:

- песок тонкозернистый - 25-50 м,

- песок грубозернистый - 300-500 м,

- гравий крупный - 1500-3000 м.

Искусственное снижение уровня подземных вод оказывает значительное влияние на подземные инженерные коммуникации. При снижении уровня воды в толще породы возникают дополнительные напряжения, которые могут привести к различным деформациям. В большинстве случаев эти дополнительные осадки равномерны и не оказывают существенного влияния на работу сооружений. Но при больших понижениях уровня подземных вод, дополнительные осадки могут быть значительными и должны учитываться в основном проекте. Приближенно величина понижения уровня подземных вод S на расстоянии r от центра котлована рассчитывается по формуле:

В процессе производства водопонизительных работ возможно не только уплотнение, но и разрыхление пород и нарушение прочностных связей в них (так как фильтрационный поток создает дополнительное гидродинамическое давление на грунт), что может вызвать вынос частиц пород. Разуплотнение грунта возможно также и в процессе бурения, содержания и ликвидации водопонизительных скважин. Увеличение скорости фильтрации при определенных геолого-литологических условиях может явиться причиной появления процессов суффозии, активного выщелачивания растворимых составляющих пород, и других явлений, которые могут ухудшать условия эксплуатации подземных сооружений. В ряде случаев строительное водопонижение предусматривается настолько мощным, что может привести к сокращению подземного стока в поверхностные водоемы, частичному или полному перехвату поверхностного стока. В результате длительных откачек подземных вод и при значительном водопонижении возможно развитие суффозионных процессов и выщелачивание растворимых составляющих пород. С водопонижением связано увеличение зоны аэрации и глубины промерзания грунтов, что неминуемо приводит к деформации близлежащих фундаментов сооружений. Полная количественная оценка водопритоков в строительные котлованы, развития понижений уровней подземных вод по площади, изменения скоростей фильтрации и стока в поверхностные водоемы, других исходных данных для оценки неблагоприятных сопутствующих процессов, производится с помощью моделирования фильтрационной задачи, учитывающей особенности местных гидрогеологических условий. Данный вид воздействия на окружающую среду будет проявляться при строительстве и эксплуатации тех сооружений, где предусмотрены соответствующие специальные мероприятия - водопонижение, водоотлив, дренаж.

Кроме того, сброс вод от строительного водопонижения зачастую производится на рельеф близлежащей местности (парки, газоны и пр.). В ПОС необходимо предусмотреть места сбросов отбираемой воды (в ливневую канализацию и т.д.). Необходимо также оценивать влияние агрессивности подземных вод по отношению к материалам, используемым при строительстве, в соответствии со СНиП 1.02.07-87.

2.2.1.3. Нарушение сплошности разделяющих водоупоров

В ходе строительства тоннелей глубокого заложения происходит нарушение сплошности слабопроницаемого слоя, который является естественным водоупором между водоносными горизонтами различных отложений, что приводит к изменению соотношения напоров в этих горизонтах. Изменение этого соотношения (инверсия напоров) может приводить к изменению направления движения подземных вод и попаданию загрязненных грунтовых вод в относительно слабоминерализованные воды нижележащих горизонтов. Необходимо также учитывать, что наличие гидрогеологических окон (естественных или искусственных) даже за пределами собственно строительной площадки осложняет механизм оценки воздействия, т.к. загрязнение подземных вод одного горизонта может распространиться (при наличии соответствующих гидродинамических предпосылок, т.е., в частности, гидрогеологических окон) в смежные водоносные горизонты. Наличие гидрогеологических оков в какой-то степени учтено при построении Схемы гидрогеоэкологического районирования(Приложение 1).

В общем случае, данный вид воздействия проявится на тех участках строительства сооружений, где имеются гидрогеологические окна (размывы отложений в долинах и прадолинах рек) или разделяющие отложения залегают на глубине, превышающей проектную глубину заложения сооружения (его фундамента, лотка и т.п.).

2.2.1.4. Гидрогеохимическое влияние

2.2.1.4.1. Утечки из водонесущих коммуникаций

Наиболее сильное воздействие на химический состав подземных вод и грунтов оказывают возможные (практически неизбежные при используемых технологиях строительства) утечки сточных вод из канализационных сетей, водопроводов, коллекторов промышленных стоков при эксплуатации. Степень этого воздействия определяется многими факторами: составом коммунально-бытовых стоков, литологическим строением вмещающих пород, их сорбционными свойствами и пр. Степень воздействия можно предварительно оценить, используя приведенную в Приложении 2 Схему гидрогеоэкологического районирования Москвы.

Данный вид воздействия проявляется при эксплуатации канализационных коллекторов, водостоков, дренажей и водопроводов, а также в тех случаях, когда при строительстве подземных сооружений применяются специальные методы - например, искусственное замораживание грунтов.

2.2.1.4.2. Закрепление грунтов

Закрепление грунтов представляет собой искусственное преобразование строительных свойств грунтов посредством их химической, физико-химической, механической и термической обработки.

В зависимости от способа обработки грунта, закрепление подразделяется на следующие виды:

- химическое, его основу составляют химические и физико-химические процессы, возникающие в грунтах в результате введения в них химреагентов;

- электрохимическое, основанное на явлении электролиза;

- термическое, когда улучшение свойств грунтов достигается путем их обжига в скважинах раскаленными газами;

- термоконсолидация водонасыщенных глинистых грунтов в результате самоуплотнения их при нагреве.

Закрепление грунтов применяется для создания противофильтрационных завес в качестве мероприятий по гидроизоляции неглубоких подземных сооружений и конструкций. Обоснование применимости реагентов для химзакреплений проводится специализированными НИИ и СЭС. Искусственное замораживание грунтов следует предусматривать в сложных гидрогеологических условиях, преимущественно как способ временного укрепления водонасыщенных грунтов путем образования арочного и водонепроницаемого ледогрунтового ограждения с замкнутым контуром при строительстве подземных сооружений. При попадании в водоносный горизонт вещества, используемые при искусственном замораживании, могут вызвать значительное загрязнение подземных вод [11, 13, 20]. Попадание химреагентов может произойти в результате неправильного складирования и при выщелачивании закрепленных грунтов. Возможны аварийные утечки ГСМ, хранящихся на строительной площадке, и попадание нефтепродуктов в водоносный горизонт. Кроме этого, всегда существует вероятность аварийного попадания загрязнения в водоносный горизонт в процессе эксплуатации в результате аварийных ситуаций (см п. 2.3). Экологическое значение замораживания и строительного водопонижения оценивается экспериментально или с помощью имитационных моделей.

2.2.1.5. Воздействие на поверхностные воды

Устройство трубопроводов, коллекторов и иных подземных сооружений может повлечь за собой негативные последствия для рек, озер, болот, каналов, водохранилищ и т.д. Эти последствия выражаются в загрязнении поверхностных вод при строительстве, штатных или аварийных ситуациях при эксплуатации; изменении условий взаимодействия поверхностных вод с подземными; изменениях русловых процессов (эрозии и аккумуляции) при прокладке дюкеров, сооружении дренажей, подпорных стенок и т.п. Особенно уязвимыми являются малые реки, озера и болота. Даже слабые нарушения уровенного режима, балансовой структуры и качества воды в них могут радикально изменить экологическую обстановку. При этом особое внимание должен привлечь период строительства, где решаются и экологически обосновываются проблемы водопонижения, дренажа, сброса дренажных вод и др.

2.2.2. Почвы и грунты

Влияние на природное окружение начинается с прямого воздействия строительной техники на почвы в грунты, залегающие в самом верхнем слое литосферы.

При этом строительное воздействие прямо или косвенно влияет и на состояние наземных элементов ландшафта (почвы, растительность, сеть малых рек, болота и водоемы). Особо заметно это воздействие при проходке трасс сооружений открытым способом. При попадании подземного сооружения на участки распространения слабоактивных грунтов (в дальнейшем - САГ) необходимо выполнение радиометрических работ в процессе изысканий и наблюдение за показателями радиоактивности вырабатываемых грунтов в ходе строительства на уровне авторского контроля. Примечание. Вывоз строительного загрязненного грунта с участка строительства на полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) должен согласовываться со службой эпидемического надзора (СЭН) и/или ее территориальными подразделениями.

2.2.2.1. Осадка поверхности земли

При снижении уровня воды в толще породы возникают дополнительные напряжения за счет уменьшения сил Архимедова взвешивания, которые вызывают осадки массивов пород [19].

В большинстве случаев эти дополнительные осадки равномерны и не оказывают существенного влияния на работу сооружения. Но при глубоких понижениях уровня подземных вод дополнительные осадки могут быть значительными и должны учитываться в основном проекте. Величина осадки Dm (без учета реологических процессов) оценивается по формуле:

Dm=g×а_n×m₀DH/(1+e₀),

где g - плотность воды, а_n - коэффициент уплотнения породы, m₀ - начальная мощность дренируемого водоносного горизонта, DH - снижение уровня подземных вод, e₀ - начальный коэффициент пористости породы.

Данное воздействие проявляется при строительстве подземных сооружений с применением водопонижения или водоотлива с большим дебитом, который определяется условиями (в основном гидрогеологическими) строительства.

2.2.2.2. Плывуны

Отдельную проблему представляет проходка рыхлых песчаных пород, проявляющих при определенных гидродинамических условиях большую подвижность (плывучесть) - т.н. "плывунов" [28]. Без применения специальных мероприятий (искусственного замораживания грунтов), влияние которых на компоненты окружающей среды должно быть оценено отдельно, строительство в таких условиях может привести к негативным инженерно-геологическим процессам - просадкам поверхности земли и т.п.

Данный вид воздействия проявляется при строительстве сооружений на участках распространения такого вида грунтов.

2.2.2.3. Устойчивость склонов

Повышение уровня подземных вод в совокупности с проходкой открытым способом траншеи сооружения в тыловой части террас может привести к перераспределению напряжений в массиве пород и, вследствие этого, к опасным склоново-оползневым явлениям.

Проявление данного вида воздействия обуславливается инженерно-геологическими условиями участка строительства.

2.2.2.4. Процесс суффозии

В процессе производства водопонизительных работ возможно разрыхление пород и нарушение прочностных связей в них в связи с увеличением скоростей фильтрации и выносом частиц пород (явление суффозии) - см. СНиП 2.01.15-90; 2.06.14-85.

2.2.3. Растительный и животный мир

Нарушение почвенно-растительного слоя при строительстве является самым первым воздействием, которому подвергается природная среда в процессе строительства подземных сооружений. В почвенном слое земли, даже вусловиях сильно загрязненного города, которым является Москва, обитают тысяча разнообразных растений и животных различных видов. Последствия, к которым приводит уничтожение среды их естественного обитания, к сожалению, изучены мало, но они пагубно сказываются и на человеке. Достаточно упомянуть о том, что воздух, которым мы дышим, регенерируется именно растениями. Корнеобитаемый слой лиственных растений, которые широко представлены на территории города, составляет 6-8 метров, поэтому даже при прокладке коммуникаций щитовым способом он зачастую нарушается. Результатом этого является гибель растений в пределах города, и без того ощущающего острую нехватку зеленых насаждений [2]. При понижении уровня грунтовых вод могут гибнуть растения. Известно, что травянистые растения с помощью корневой системы извлекают грунтовые воды с глубины 2-5 метров, древесная и кустарниковая растительность с глубины 5-30 м. При длительном водопонижении флора может вырождаться. Затопление подвалов жилых и промышленных зданий приводит к созданию в них благоприятных условий для появления комаров, мокриц и других насекомых.

Влияние изменений уровня грунтовых вод и влажность пород зоны аэрации на высшие растения наиболее заметно и зачастую легко определяется по наличию характерных заболеваний деревьев: хлорозов, некрозов, суховершинности, различных гнилей и пр. Однако, гораздо более опасными могут оказаться воздействия на менее заметные биотические объекты. Здесь, прежде всего, необходимо прогнозировать изменение газового режима почв, зависящего от деятельности почвенных грибов, водорослей и бактериальной микрофлоры. Обычно, с уплотнением и обводнением почв и пород зоны аэрации деятельность этих организмов резко угнетается, они выпадают из биогеоценоза и могут замещаться анаэробными видами бактерий, в частности, сульфатредуцирующими, которые выделяют в подземные воды сероводород. В связи с последним явлением усиливаются коррозия металлических конструкций, агрессивность подземных вод, меняется направленность практически всех почвенных процессов, а с ними и видовой состав растительных сообществ. Подъем уровня подземных вод способен лишить привычного местообитания многие виды животных. Это относится к насекомым (шмели, осы, медведки), в т.ч. и занесенным в Красную книгу; небезразличен подъем уровня подземных вод и для грызунов, способных переносить инфекционные заболевания, опасные для человека. При проектировании закрытой щитовой проходки следует иметь в виду, что мощность корнеобитаемого слоя различна для отдельных видов растений. Например, ель, как и многие другие растения олиготрофных ландшафтов, имеют глубокую и развитую корневую систему. Полезно иметь в виду, что высшие растения могут быть худшими индикаторами техногенного воздействия, чем низшие (лишайники, мхи, грибы). В частности, имеется методика оценки загрязнения воздуха по видовому разнообразию и проективному покрытию поверхностей лишайниками.

Тепловое воздействие сооружений может сказаться, кроме уменьшения глубины сезонного промерзания, на растительности и почвах. Приблизительно величину теплового воздействия можно оценить по формуле Форхгеймера:

где Q(r) - искомая температура в точке, находящийся на расстоянии r от источника тепла; DQ_i - разность между температурами источника и вмещающей среды; L - расстояние от источника до границы с постоянной температурой (поверхность земли); r_i - радиус источника; r' - расстояние от зеркально отраженного от границы с постоянной температурой источника до расчетной точки; r - расстояние от источника до расчетной точки.

Тепловое воздействие может быть заметным при эксплуатации канализационных коллекторов, теплосетей, водопроводов. Отдельно необходимо рассматривать влияние искусственного замораживания грунтов на растительность и животный мир. Поскольку прогнозная оценка изменения биотических компонентов при проектировании в строительстве подземных коммуникаций и сооружений весьма затруднительна, определение изменчивости флоры и фауны может быть основано на данных экомониторинга Москвы, после введения этой системы в действие.

2.2.4. Социальная сфера

С любыми видами строительства связано также и общее понижение комфортности жизни людей:

- связанное с дополнительным шумом и вибрацией на строительной площадке относительно фонового;

- неудобства, связанные с необходимостью обхода строительной площадки по не всегда благоустроенным путям;

- изменение направления транспортного потока в связи с перекрытием части или целой дорожной полосы и загрязнение воздуха выхлопными газами при снижении скорости и вынужденных остановках транспортного потока.

- загрязнение городского ландшафта изымаемым при строительстве грунтом;

- общее неэстетичное ландшафтно-архитектурное восприятие.

В качестве косвенных воздействий можно указать также на возможное увеличение влажности воздуха при подъеме уровня подземных вод. При повышенной влажности, как известно гигиенистам и физиологам [2, 23], снижается сопротивляемость организма инфекциям, обостряются хронические заболевания органов дыхания, ощущается дискомфорт в жаркие и морозные периоды. Вместе с тем, далеко не все воздействия на окружающую среду общество воспринимает негативно. Повышение комфорта в связи с прокладкой коммуникаций зачастую оценивается выше, чем ущерб среде при их строительстве и эксплуатации. В связи с естественной двойственностью общественной оценки проектов, представляется рациональным включать в них компенсационные меры и затраты (подсадку деревьев, благоустройство территории и т.п.), а также меры по реабилитации окружающей среды - например, рекультивацию свалок по трассе подземных сооружений, создание дренажа заболоченной территории и т.п. Степень данного воздействия обуславливается плотностью жилой застройки на участке строительства, густотой транспортных магистралей, применяемыми способами строительства и т.д.

2.2.5. Атмосферный воздух

Проходка траншей и котлованов, вывоз и временное складирование грунта способны загрязнять воздух за счет пыления и выброса в атмосферу выхлопных газов двигателей транспортных и землеройных машин. В разделе ПОС предусмотреть работу автотранспорта с нейтрализаторами выхлопных газов, крошение разрабатываемых и складируемых грунтов, перевозку сыпучих и пылящих материалов под тентом.

Представляется целесообразным прогнозировать выбросы в атмосферу по ОСТ 37.002.234-81 и ОНД-90.

2.3. Аварийные ситуации

В больших городах потери в подземных сетях составляют (по различным оценкам) около 4 % от водоподачи [24], что заметно увеличивает величину питания грунтовых вод и вызывает повышение их уровней. Наибольшие величины характерны для промышленных зон и районов старой застройки. Но, помимо эксплуатационных, практически неизбежных при современных технологиях производства материалов и строительства подземных сооружений, потерь в подземных сетях, наносящих ощутимый вред экологической обстановке в городе, всегда существуют непредсказуемые, аварийные ситуации, как при строительстве сооружений, так и при их эксплуатации. Обобщение опыта эксплуатации подземных сооружений в г. Москве (по данным института Мосинжпроект) позволяет сделать следующие выводы. Опыт эксплуатации железобетонных безнапорных труб показывает, что основными причинами аварийных ситуаций являются следующие:

- низкое качество железобетонных безнапорных труб в части их водонепроницаемости и геометрических размеров элементов стыка;

- низкая герметичность трубопроводов;

- некачественная заделка стыковых соединений;

- некачественная подготовка оснований;

- абразивное истирание лотков трубопроводов вследствие больших скоростей движения жидкостей и низкой плотности бетона;

- газовая коррозия незаполненной части трубопроводов хозяйственно-бытовой канализации.

Опыт эксплуатации подземных напорных трубопроводов из железобетонных напорных труб показывает, что основными причинами аварийных ситуаций являются:

- нарушения герметичности стыков труб, особенно в местах присоединения железобетонных труб к стальным;

- низкое качество железобетонных напорных труб, обусловленное несовершенством отдельных технологических процессов и элементов технологической оснастки.

Причинами разрушения коммуникаций может также служить и коррозия конструкций, связанная с повышением уровня грунтовых вод и повышенной агрессивностью загрязненных вод по отношению к различным маркам бетона и металлу.

Ликвидация практически всех аварий сопровождается расходами в связи с необходимостью замены поврежденных труб. Наибольшее количество аварий наблюдалось на участках трубопроводов, где строительство выполнялось с нарушением требований проекта по устройству оснований и монтажу труб.

Целесообразно при