АЛЕКСЕЙ ГЕРЕЛИС: Нужна единая государственная система мониторинга опасных природных явлений в Сочи

Ред.: Алексей Вячеславович, во сколько обходится заказчику разработка и поддержание системы мониторинга геобезопасности?

А.Е.: Стоимость зависит от масштабов объекта наблюдения. Если поставлена задача проанализировать оползнеопасный участок автодороги протяженностью 500 метров, расходы заказчика составят от пяти миллионов рублей в год.

Девелоперу, который собрался строить жилой комплекс, рекомендуется запланировать порядка 15 миллионов рублей на трехлетний мониторинг. Ежегодный бюджет глобальных строительных проектов, реализуемых на территории Большого Сочи, - сотни миллионов рублей.

Ред.: Не все застройщики спешат вкладываться в геотехнические наблюдения, ведь опасные природные явления могут быть, а могут и не быть. Что бы вы сказали такому экономному владельцу бизнеса?

А.Г.: Предложил бы рассчитать не только стоимость мониторинга, но и предполагаемый экономический эффект. Когда застройщик владеет информацией, он может заранее и точечно предпринять защитные меры и тем самым уменьшить масштаб разрушений от воды, ветра или оползня.

Допустим, участок автодороги пролегает в зоне риска схода оползней. Опасное событие может произойти, но с неопределенной вероятностью. Надежный, очень дорогой, но не единственный метод защиты линейного объекта – возведение вдоль него подпорных стен. При постоянном наблюдении за развитием оползневых процессов можно выбирать превентивные меры, более или менее затратные.

Другой пример из нашей практики. На участке региональной автомобильной дороги, где были выполнены удерживающие сооружения, несколько лет выполнялся мониторинг. Специалисты оперативно выявляли активизацию оползневых процессов и проводили защитные мероприятия.

По данным инклинометрических наблюдений, за два года поверхность скольжения оползневого тела на одном из участков снизилась с 14 до 24 метров.

Произошло это из-за того, что при оползневых деформациях целостность массива нарушается, появляются трещины и заколы, в которые фильтруются поверхностные и грунтовые воды. Грунтовый массив постепенно обводняется, физико-механические свойства грунта ухудшаются, что приводит к увеличению мощности переувлажнённого грунта. На рассматриваемом участке мощность переувлажнённого оползневого массива с каждым годом становилась больше, и в итоге он достигал глубины 24 м от дневной поверхности.

Рис. 1. Результаты сравнения инклинометрических наблюдений за период с 2018 по 2020 г. Зафиксировано понижение границы скольжения оползневого тела с 10 м до 24 м.

Вместе с этим наблюдались деформации в буронабивных сваях подпорных стен, от волосяных трещин до изменений арматурного каркаса, которые произошли за восемь месяцев.

Рис. 2. Результаты визуального наблюдения за деформациями буронабивных свай существующего противооползневого сооружения.

2018 г. – появились волосяные трещины.

Апрель 2019 г. – ширина раскрытия трещин до 10 см.

Май 2019 г. – полное разрушение защитного слоя бетона, деформация арматурного каркаса

Своевременное обнаружение опасных процессов подтолкнуло заказчика на расширение сбора информации и дополнительное финансирование. Получаемые данные мониторинга использовались при корректировке проекта, было выполнено несколько итераций. В итоге удалось локализовать оползневое тело, не допустить разрушения дороги и иных катастрофических последствий.

Отмечу, что скорость развития оползневых процессов в этой ситуации превышала скорость бюрократических процессов: прохождение экспертизы, проведение торгов, согласование финансирования. При более быстром реагировании фактические затраты на инженерную защиту оказались бы ниже. Можно было бы сэкономить десятки или даже сотни миллионов рублей.

Ред.: Какой опыт в других регионах РФ или в других странах вы считаете интересным и почему?

А.Г.: Доводилось работать с итальянскими проектировщиками и строителями тоннелей. В российской практике мониторинг воспринимается как опция. Нередко он выполняется формально, чтобы выполнить нормативы, получить согласование.

Итальянские коллеги продемонстрировали иной подход. Для них мониторинг геобезопасности – неотъемлемая составляющая проектирования и строительства. В частности, при возведении тоннелей установка скважинных экстензометров для наблюдения за скоростью смещения лба забоя тоннеля обязательна.

На основании данных мониторинга итальянские проектировщики принимают решение, какую именно конструкцию обделки использовать в конкретном месте. В наших реалиях такой метод проектирования невозможен из-за четкого разделения на стадии проектирования: проект - экспертиза - рабочая документация.

В случае проведения мониторинга на стадии строительства и выявления обоснованной необходимости значительной корректировки технических решений сначала необходимо будет откорректировать проектную документацию, а затем повторно пройти экспертизу, что значительно увеличит сроки реализации проекта.

Ред.: Некоторые представители строительной отрасли считают, что в районах, подверженных опасным природным процессам, как Сочи, мало датчиков, информации недостаточно. Можете прокомментировать?

А.Г.: Бывают и противоположные ситуации, когда оборудования слишком много. В 2013 году между Хостой и Кудепстой, на 196-м километре автодороги А-147 «Джубга - Сочи», было выделено несколько активных оползневых тел различной степени активности и опасности. За ними установили постоянное наблюдение.

Это был пилотный объект по внедрению технологий ГЛОНАСС. На километровом участке установили четыре базовых станции, определили 16 точек контроля.

Рис. 3. Реализация системы мониторинга в 2013 г.

Параллельно с системой приборов спутниковой геодезии устанавливали обычные геодезические марки на подпорные стены и иное геотехническое оборудование: скважинные инклинометры, датчики давления грунта, гидрогеологические скважины с датчиками, поверхностные наклономеры.

Данные с различных датчиков собирались в диспетчерском пункте с целью оперативного информирования о возможных оползневых подвижках. В итоге на рассматриваемом участке реализовали довольно развернутую сеть мониторинга, которая некоторое время эксплуатировалась дорожными службами.

По моему мнению, количество дублирующего оборудования на данном участке было излишним. Применение приборов спутниковой геодезии не показало высокую эффективность. Заявленная точность (2-3 см в реальном времени и 4-5 мм в постобработке) по факту оказалась ниже.

На Черноморском побережье сложный рельеф и много древесной растительности, что отрицательно сказывается на качестве сигнала и точности измерения с помощью спутниковой геодезии. При эксплуатации сложной системы автоматизированного мониторинга возникают сложности с подключением к постоянному источнику тока, с осмотром и обслуживанием приборов.

Существуют сложности с интерпретацией данных. Заниматься этим должны геологи, геотехники, геодезисты. А в данной ситуации вся информация стекалась в эксплуатирующую дорожную организацию, в которой не было профильных специалистов. Дорогостоящая система мониторинга просуществовала недолго и была свернута, по всей вероятности, из-за прекращения финансирования.

Позитивных историй, когда на оползневых участках автодорог реализуются системы мониторинга с оптимальным количеством измерительного оборудования, конечно же, больше.

Обычно применяются геодезические методы (наблюдение с помощью тахеометра за грунтовыми реперами и марками на сооружениях) и геотехническое оборудование (инклинометрические скважины, датчик нагрузки на анкерных сваях). Основная работа заключается в визуальном наблюдении и интерпретации полученных данных.

Необходима единая система мониторинга на большой территории, но ее создание связано с рядом сложностей.

Ред.: Что нужно для ее создания? С чего бы вы начали?

А.Г.: С определения участков, где может потребоваться мониторинг. Ранее эти задачи решал Северо-Кавказский геоэкологический центр (СКГЭЦ), филиал ГУП «Кубаньгеология». Организация занималась обследованием и картированием оползневых участков на территории Большого Сочи.

Результаты этой работы востребованы до сих пор. В отчетах по геологическим изысканиям опытные геологи делают ссылки на номера оползневых тел, зафиксированных в едином реестре СКГЭЦ. В настоящее время единая картотека оползневых тел и других опасных геологических процессов на государственном уровне не ведется.

В прошлом году на выставке YugBuild в Краснодаре, на панельной дискуссии «Комплексное развитие территорий» я задал вопрос представителю департамента архитектуры и градостроительства Краснодарского края, планируется ли выполнять работы по выделению опасных геологических процессов с включением в публичную кадастровую карту, как это сделано для зон подтопления. Мне ответили, что такая деятельность потребует больших затрат и пока не планируются.

Сейчас отдельные государственные учреждения организуют диагностику или мониторинг опасных геологических процессов, но эта работа не выходит за границы их полосы отвода.

Для определения потенциально опасных участков, где могла бы быть развернута единая система мониторинга, необходимо провести масштабные инженерно-геологические обследования с картированием оползневых тел и других опасных процессов.

Ред: Как выстраиваются отношения с хозяевами земельных участков?

А.Г.: Оползневое тело распространяется независимо от кадастровых границ. Не каждый собственник земельного участка готов вести специализированные наблюдения. Не исключен вариант, когда владелец может запретить доступ специалистов на свою территорию для проведения мониторинга.

Государственные структуры, как правило, не имеют права реализовывать мероприятия за пределами вверенной им полосы отвода. Такие действия расцениваются как нецелевое расходование средств. Не редки случаи, когда заказчик вынужден строить дорогостоящие подпорные сооружения в границах полосы отвода для защиты автомобильной или железной дороги вместо реализации дешевых превентивных мероприятий, развернуть которые необходимо за пределами «законного» земельного участка.

Эта проблема особенно обостряется, когда оползневое тело располагается на особо охраняемых природных территориях. В Кавказском биосферном заповеднике и в Сочинском национальном парке запрещено возведение капитальных сооружений.

Ред.: Кто и как должен заниматься мониторингом?

А.Г.: Предварительные результаты мониторинга можно получить минимум за 12 месяцев наблюдений, чтобы учесть все климатические события в течение года. Масштабная система мониторинга потребует многолетних наблюдений и привлечения большого числа специалистов. Только одно развертывание сети может занять месяцы, если не годы.

Для такой работы может быть заключен долгосрочный контракт со специализированной организацией. Обычно контракты заключаются на год, продление договора не гарантируется. Затем привлекается следующая организация, которая иногда приступает к работам, не учитывая данные, полученные ранее.

Государственному заказчику можно пойти и другим путем, поручить задачу своим сотрудникам, которые будут аккумулировать, анализировать, систематизировать и сохранять все полученные сведения в единой базе данных. У специалистов, осуществляющих мониторинг, должны быть необходимые компетенции по интерпретации результатов.

Ред.: На что вы обращаете внимание, когда следите за профессиональными новостями?

А.Г.: На то, какие приборы и технологии используются, кто это делает и где. Обычно мониторинг развертывается в коммерческих целях или для отработки бюджета, выделенного на исследования.

Все это бег на короткие дистанции. Чтобы мониторинг был постоянным и масштабным, необходимо решение на государственном уровне. Надеюсь, что в каком-то виде такого решения мы дождемся.

Межведомственная государственная система мониторинга за опасными геологическими процессами позволила бы комплексно решать вопросы инженерной защиты территории, невзирая на кадастровые границы, и экономить средства за счет применения более рациональных решений.