4.3. Инженерно-геологические условия
Рельеф. Город Липецк расположен на территории двух орографических регионов – Среднерусской возвышенности (правобережная часть города) и Окско-Донской равнины (левобережная часть города). Граница между регионами проходит по долине р. Воронеж.
В неотектоническом плане территория города находится на стыке двух неотектонических блоков II порядка: Трубетчинского и Кривоборского, в пределах которых выделяются неотектонические блоки более высоких порядков, в том числе Липецкий (правобережный) и Тракторозаводский (или Левобережный).
Липецкому неотектоническому блоку в геоморфологическом отношении соответствует условно выровненная структурно-денудационная поверхность.
Абсолютные отметки площадки проектирования составляют от 105 (в долине р. Воронеж) до 160м (в районе пр. Победы). Поверхность площадки осложнена врезанными оврагами, глубина вреза составляет до 20м и более (в районе ул. Механизаторов).
В геоморфологическом отношении г. Липецк расположен в пределах двух орографических регионов – Среднерусской возвышенности (правобережная часть города) и Окско-Донской равнины (левобережная часть города). Граница между регионами проходит примерно по долине реки Воронеж.
В неотектоническом плане территория города находится на стыке двух неотектонических блоков II порядка: Трубетчинского и Кривоборского, в пределах которых выделяются неотектонические блоки более высоких порядков, в том числе Липецкий и Тракторозаводский (или Левобережный).
Липецкому неотектоническому блоку соответствует выровненная структурно-денудационная поверхность (Правобережная часть города), с абс. отметками до 205,0 – 208,0 м. Эта поверхность осложнена врезанными оврагами системы реки Липовка – Каменный лог с аб. отметками днища от 130 до 108 метров. Возвышенность ограничена крутым (60-80°) склоном реки Воронеж, который возвышается над поймой реки на 25-30 метров.
Тракторозаводскому тектоническому блоку (Левобережная часть города) в геоморфологическом отношении соответствует плоская или слабоволнистая аллювиальная поверхность первой, второй и частично третьей надпойменных террас, с абсолютными отметками 103,8÷113,0 метров.
В геологическом отношении рассматриваемая территория расположена на северо-восточном склоне Воронежского кристаллического массива (ВКМ), который представляет собой крупную положительную структуру эпипротерозойской Восточно-Европейской (Русской) платформы. Фундамент ВКМ представлен в различной степени метаморфизованными и гранитизированными осадочными и вулканогенно-осадочными породами архейского и протерозойского возрастов. Породы дислоцированы в различной степени и прорваны интрузивами ультраосновного и кислого составов преимущественно протерозойского возраста.
Породы кристаллического фундамента залегают на глубине 250 - 780 м., образуя слабо наклонную к северо-западу поверхность, на которой с несогласием залегают отложения осадочного чехла.
Породы чехла представлены палеозойскими (девон), мезозойскими (юра, мел) и кайнозойскими (неогеновые и четвертичные) отложениями.
Девонская система. Верхний отдел Франский ярус(О3).
Отложения этого возраста распространены повсеместно, а на юге территории в эрозионном врезе долины р. Воронеж перекрыты четвертичными аллювиальными отложениями. По вещественному составу и ископаемым остаткам в отложениях этого возраста выделяются евлановская (D3ev) ливенская (D3lv) свиты.
Отложения евлановской свиты распространены на абсолютных отметках от 70 до 20 м. Погружение подошвы горизонта происходит в северном и северо-восточном направлениях. Мощность отложений колеблется от 30,6 до 44,0 м, составляет в среднем 35-40 м. Кровля евлановских отложений сложена пачкой тонкого переслаивания мергелей и известняков мощностью 5-7 м. В целом горизонт представлен переслаиванием известняков, мергелей и глин. Мощность прослоев мергеля не превышает 1,5-2,0 м.
Отложения ливенской свиты распространены также повсеместно. Отметки подошвы горизонта изменяются от 110 до 60 м, мощность от 17,2 до 40м.
По литологическим особенностям в разрезе выделяется две пачки: нижняя - известияково-мергелистая и верхняя - известняковая.
Фаменский ярус (D3fm)
Отложения фаменского яруса с размывом залегают на франских. В нижней части яруса выделяются задонская (D3zd) и елецкая (D3el) свиты, представляющие нижнефаменский этап осадконакопления. Задонские отложения являются базальной частью и трансгрессивно налегают на разные уровни ливенских отложений. Верхняя часть нижнефаменского цикла представлена однообразной карбонатной толщей елецкой свиты.
Среднефаменские отложения в объеме лебедянской (D3ID) свиты представляют регрессивную фазу лебедянско-оптуховского этапа осадконакопления.
Задонская свита распространена на большей части района работ и выклинивается только на юго-востоке. Подошва задонских отложений залегает на абсолютных отметках 108-85 м. Мощность горизонта изменяется от 10,4 до 20,9 м. В разрезе горизонта прослеживается три литологических пачки: нижняя мергелисто-известняковая; средняя — глинисто-мергелистая и верхняя - известняково-глинистая.
Отложения елецкой свиты распространены в правобережной части р. Воронеж. Абсолютные отметки подошвы изменяются от 130 до 150 м. Мощность отложений 30-43 м. Представлены однородными известняками. Известняки доломитизированные, толстоплитчатые, сильно кавернозные, трещиноватые, закарстованные. Кавернозность в породах неравномерная, обычно возрастает снизу вверх по разрезу.
Отложения лебедянской свиты развиты на севере территории. Мощность отложений не превышает нескольких метров. Они представлены кавернозными известняками с редкими прослоями мергелей.
Юрская система. Средний отдел (J2)
К отложениям, предположительно юрского возраста, относятся широко распространенные в районе железные руды и ожелезненные пески и глины, залегающие на карбонатных породах девона. Они представляют собой раннемезозойскую кору выветривания карстово-площадного типа. Горизонт распространен в западной и центральных частях района. Мощность рудного горизонта изменчива и колеблется от 7-9 м до полного выклинивания, составляя в среднем 1-2 м.
Меловая система. Нижний отдел (K1)
Отложения меловой системы развиты в виде фрагментов, сохранившихся от размыва, на площадях меж овражных и речных водоразделов. В нижнем отделе с разной степенью достоверности выделяются отложения неокомского надъяруса (Kinc) и аптского яруса (Вча). Неокомские отложения представлены преимущественно темно-серыми и пепельно-серыми глинами с различной степенью запесоченности. Прослои песка отмечаются в нижней части разреза. Мощность отложений 15-30 м. Они залегают на размытой поверхности девона и рудного горизонта.
Отложения аптского яруса распространены на водораздельных пространствах правобережного склона долины р. Воронеж. Мощность их непостоянная и колеблется в пределах от нескольких метров до 35-40 м., в среднем составляя 10-15 м. Представлены отложения в подошве яруса песками с прослоями глин. Большая часть аптских отложений сложена неоднородными средне- и мелкозернистыми песками. В кровле яруса встречаются песчаники в виде линз среди песков.
Неогеновая система (N) Средний миоцен. Горелкинская свита (N1 gr)
Горелкинская свита среднего миоцена сохранилась в виде эрозионных останцов в центральной части территории, на водоразделах и верхних частях пологих склонов. В ее составе преобладают кварцевые пески с различной степенью глинистости и небольшой примесью глауконита. В верхних частях разреза пески ожелезнены, встречаются прослои пестроцветных глин. Мощность горелкинских отложений достигает 20 м.
Верхний миоцен. Усманская свита (N1us)
Отложения усманской свиты распространены в виде фрагментов, фиксирующих сравнительно неглубокие долины в пределах СРВ с абсолютными отметками днища 100-110 м. Отложения представлены аллювиальными разнозернистыми, часто ожелезненными песками с прослоями красноцветных глин. Максимальная мощность отложений достигает 50 м.
Плиоцен. Кривоборские слои (N2 kr)
Отложения кривоборских слоев развиты на востоке площади и приурочены к древней долине р. Воронеж. В кривоборских слоях по литологическому составу и положению в разрезе выделяются:: урывская свита (N2 ur), белогорская свита (N2bg) и горянская серия нерасчлененная (EI-EII grn), которая относится к эоплейстоцену. Эти аллювиальные комплексы глубоко врезаны в подстилающие отложения и представлены песками с линзами и прослоями глин. Мощность аллювия отдельных свит составляет 10- 15 м.
Четвертичная система (Q) Ильинский горизонт (aQ1il)
На территории Липецкой области достоверно не установлено наличие отложений петропавловской и покровской свит, поэтому в состав ильинского горизонта включены аллювиальные отложения, подстилающие морену донского оледенения. Отложения ильинского горизонта распространены в пределах погребенной долины, к которой приурочено современное русло р.Воронеж. Отложения представлены разнозернистыми песками с подчиненными прослоями глин, местами с редкими валунами кристаллических пород. Мощность аллювия до 40-50 м.
Донской горизонт.
Отложения этого возраста распространены практически повсеместно.
В гидрогеологическом отношении рассматриваемая территория относится к южному склону Московского артезианского бассейна, в пределах которого подземные воды приурочены к отложениям четвертичного, неогенового, мелового и девонского возрастов.
Современный аллювиальный (а Q IV), верхнечетвертичный аллювиальный (а Q III), среднечетвертичный аллювиальный (а Q II) водоносные горизонты; Верховодка в толще перигляциальных и делювиальных отложений (р r I-II); Донской ледниковый слабоводный комплекс (g Q I dus); Плюценовый водоносный горизонт и Атский слабоводный горизонт имеют незначительную водообильность и в хозяйственных целях практически не используются.
Задонско-Елецкий водоносный горизонт широко развит на правобережье р.Воронеж. Подземные воды приурочены к трещиноватым, кавернозным и закарстованным известнякам елецкого и верхней части задонского горизонтов. Горизонт безнапорный, в долине р.Воронеж – слабонапорный. Нижним водоупором служат моренные и глинистые известняки задонского горизонта. Мощность горизонта 20-55м. Уровень подземных вод залегает на глубине 0-10 метров в придолинных участках и 50-60м – на водоразделе.
Питание Задонско-Елецкого водоносного горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Водоносный горизонт является основным горизонтом для целей питьевого водоснабжения.
В настоящее время в городе действуют 12 водозаборных узлов, с утвержденными запасами 434,7 тыс.м3/сут., ГКЗ СССР № 10173 от 29 апреля 1987 года.
С целью водоснабжения города дополнительно разведано пять месторождений с суммарными утвержденными запасами подземных вод – 378,8 тыс.м3/сут.
Физико-геологические процессы и явления. Инженерно-строительные условия территории осложнены наличием физико-геологических процессов и явлений, как экзогенного, так техногенного происхождения.
Наиболее широкое распространение имеют: подтопление, оврагообразование, затопление, подработки, нарушение рельефа, карст, заболачивание
Заболачивание, суффозия, оползни, перевевание песков носят локальный характер.
Сейсмичность. Согласно СП 14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах» расчетная сейсмическая активность (в баллах по шкале MSK-64) для средних грунтовых условий и трех степеней сейсмической опасности А (10%), В (5%), С (1%) составляют соответственно 0 – 0 – 6,
Оврагообразование. Эрозионно-денудационная равнина и высокие надпойменные террасы реки Воронеж интенсивно расчленены овражно-балочной сетью. Наиболее крупными являются Каменный Лог, Студеный Лог и балка Колодезь, протяженностью до 20 км, шириной до 500 м и глубиной до 80 м. Склоны оврагов крутые часто обрывистые. По балке Большой Колодезь протекает постоянный водоток, по дну Каменного Лога – речка Липовка, берущая начало из Липовских родников. Овраги имеют развитую сеть от вершков и в большинстве случаев являются растущими. Образованию оврагов способствуют отсутствие организации поверхностного стока и наличие легко размываемых грунтов.
Карст. На всей территории в девонских известняках широко развит древний карст. На поверхности он проявляется немногочисленными воронками на склонах логов и оврагов. Развит карстовый процесс в известняках ниже уровня подземных вод, где происходят процессы химического растворения.
Оползни. Правобережный склон реки Воронеж, сложенный глинами юры и мела, осложнен древними оползнями протяженностью несколько десятков метров. При увлажнении глин по их поверхности происходит скольжение вышерасположенных грунтов. В настоящее время на большей части склон задернован.
Эоловые процессы наблюдаются на поверхности надпойменных террас реки Воронеж, сложенной песками. На открытых участках пески перевеваются с образованием дюн высотой 1-2 метра, длиной от 1-го до 30-ти метров.
Просадочность грунтов. В правобережной части города локально распространены перигляциальные лессовидные суглинки, по условиям просадки они относятся к I типу грунтовых условий, в единичных случаях – ко II типу. Мощность просадочных грунтов составляет от 0,5 до 12 метров.
Суффозионные процессы широко развиты в левобережной части города, там наблюдаются западинные формы суффозионно-просадочного происхождения, глубиной от 0,5 до 3 метров и диаметром от 20 до 200 метров.
Заболачивание развито на пойменных низких надпойменных территориях и на участках намывных грунтов, которое обусловлено плоским рельефом, устройством водохранилищ на реке Матыра и реке Воронеж.
Подработанные территории широко распространены на правом берегу реки Воронеж, в результате добычи железных руд. Глубина выработок от 20 до 80 метров. Есть и старые Петровские выработки. Разработка велась с обрушением кровли, стволы шахт засыпались. В 1965 году разработки прекращены.
Нарушенные территории. В результате хозяйственной деятельности человека на территории города возник целый ряд крупных положительных и отрицательных форм рельефа, таких как Студеновский карьер протяженностью около 3,5 км и глубиной до 20 м; карьеры Цементного завода протяженностью около 1,5 км и глубиной до 32 м. На пойме реки Воронеж сооружены отстойники размером 2,5x0,5 км, а в пределах первой надпойменной террасы – понижения в результате отработки песков.
Подтопление. В настоящее время на территории города процессы подтопления достигли широких размеров и оказались одним из определяющих факторов дискомфортности городской среды. Направленный процесс подъема грунтовых вод отмечен практически во всех районах города, подтоплены здания и сооружения и в долине реки Воронеж и на склоновых формах рельефа и даже на водоразделе.
Хозяйственная деятельность человека является основным фактором, влияющим на подъем уровня грунтовых вод:
строительство на реке Матыре Матырского водохранилища;
строительство на реке Воронеж фиксирующего порога;
искусственная подсыпка с уплотнением грунта в центральной
части города на правобережной пойме;
застройка бортов логов и балок прорезающих территорию
города;
дополнительная инфильтрация за счет утечек из водонесуших
коммуникаций и плохой ливневой канализации;
возникновение конденсационной поровой воды на территориях
с плотной городской застройкой.
При размещении капитальной застройки требуется проведение инженерно-геологических изысканий под конкретный объект строительства.
|
