Ликбез по природным катастрофам. Обвалы и камнепады

Обвал, согласно геологическому словарю, это гравитационное перемещение горных пород без участия воды, происходящее на крутом склоне (угол склона больше угла естественного откоса) вследствие потери сцепления (в результате выветривания) или потери временной опоры (выветривание, эрозия, абразия у основания склона). Крупные блоки пород обрушиваются внезапно, это большей частью вызывается сейсмическими толчками. Обрушивающиеся массы аккумулируются в виде завала. Породы, образующиеся в результате обрушения, называются коллювием [2].

Камнепад, по существу, тот же процесс, отличающийся только меньшим масштабом (общий объём упавших горных пород менее 1 м3). Всякий, кто ездил в автомобиле по горным дорогам, знаком со специальным дорожным знаком, предупреждающем об этом опасном явлении.

Очевидно, что максимального развития обвалы и камнепады достигают в молодых (в геологическом отношении) горах, где проявлена современная тектоническая активность, т.е. происходит вздымание территории, сопровождаемое сейсмическими толчками. Возникновению обвалов способствуют специфические горно-геологические условия: тектоническая раздробленность пород, слагающих склоны; углы падения слоев, направленные согласно склону; наличие в геологическом разрезе интервалов (прослоев) с низким сцеплением частиц (глины, слюдистые сланцы...). Тектоническая раздробленность способствует сильному выветриванию пород. В трещины попадает вода, которая, испытывая циклы замерзания — оттаивания в весеннее или осеннее время, раздвигает трещины. Как клинья работают и корни растений. Породы разделяются на отдельные глыбы, обломки. Они уже не могут удерживаться и выпадают из крутых склонов.

Классическим примером обвала является обрушение склонов горы Россберг недалеко от города Люцерн в Швейцарии, которое произошло в 1806 г. Южный склон горы был сложен конгломератами мощностью до 90 м с углом падения около 20 градусов согласно склону. Они залегали на битуминозных мергелях. Когда эрозия обнажила в подножье склона мергели, пачка конгломератов соскользнула с них и обрушилась на деревню Гольдау, расположенную в долине. Погибло 457 человек [6].

Здесь же в Швейцарских Альпах в 1618 г. со склонов Монте-Конто на г. Плеер обрушился обвал — камнепад, который унёс наибольшее число человеческих жизней — 2430! Высказывается предположение, что обвал был спровоцирован непродуманным расположением карьеров [6].

Прошло более 260 лет, и на востоке Швейцарии у города Гларус огромная каменная масса сорвалась с горы Платенберг недалеко от деревни Эльм. Погибло 115 человек. Причина трагедии опять была рукотворной. На горе добывали аспидные сланцы, в результате в карьере образовалась нависшая стенка-обрыв длиной 180м и высотой 60м. В течение 5-ти лет люди наблюдали, как в стенке карьера появляются и разрастаются трещины, которые даже перехватили ручей. К 8 сентября 1881г. ширина главной трещины превысила З м. Скорость обрушения и шум падающих камней усилились настолько, что работы в карьере были прекращены. 11 сентября после двух небольших оползней-обвалов стена карьера обрушилась на его дно, а оттуда раздробленная сланцевая масса объёмом 112 000 мЗ как вода хлынула в долину. Она пересекла дно долины, взлетела на противоположный борт на 100 м, отскочила от него и понеслась вниз по долине. Меньше чем за минуту каменная масса пронеслась 1,5 км и внезапно остановилась.

Динамика этого процесса, конечно, удивительна. Имеются два варианта её объяснения. Возможно, что каменная масса двигалась на воздушной подушке, образовавшейся при быстром обрушении породной массы. Но может быть, что при таком обрушении произошло насыщение каменно-пылевой массы воздухом, поэтому она обрела текучесть. В пользу этого варианта говорят наблюдения очевидцев, которые описывали движущийся обломочный материал как бугристо-холмистую волнующуюся массу, похожую на кипящую перловую кашу. Эта масса свободно «втекала» и заполняла дома. Один старик, находился в кухне, поток обломков завалил его по плечи и обтекал, не причиняя вреда [6].

Очень похожая катастрофа произошла через 22 года в Скалистых горах в Канаде. Здесь в 1901 г. к югу от города Франку подножья восточного склона горы Тёртл начали добычу угля. Она велась открытым способом вертикальными выработками, которые разрезали залежь на отдельные столбы высотой до 120 м. К октябрю 1902 г. протяжённость нарушенного склона достигла 700 м, а столбы начали оседать. В апреле 1903 г. угольные глыбы уже сами беспрерывно падали на дно выработок. 29 апреля в 4 часа утра процесс обрушения резко усилился, породы скрипели и «стонали». Рабочие срочно эвакуировались, а через 10 минут раздался сильный треск. Вершина г. Тёртл обрушилась в долину — более 28 млн т известняка устремилось вниз по склону. У подножья склона эта масса почти оторвалась от земли и понеслась с ужасным шумом вниз по долине со скоростью более 160 км/час. Она пересекла долину р.Олдмен, через 1,5 км взлетела на противоположный склон и внезапно остановилась. Погибло 76 человек, на окраине г. Франк было уничтожено несколько домов [6].

Прошло ещё 100 лет, и как отголосок той давней катастрофы — сообщение РИА Новости: «На шахте "Зиминка" в Кемеровской области в ночь на вторник на участке, где добыча угля ведётся открытым способом, произошло крупное обрушение породы. Как сообщил оперативный дежурный действующего в Красноярске Сибирского регионального центра МЧС, обвал грунта целиком засыпал работавший в карьере экскаватор. Когда прибывшие на место происшествия спасатели откопали кабину машины, они обнаружили в ней тяжело раненного машиниста экскаватора и погибшего при обвале его помощника. Машинист доставлен в одну из больниц города Прокопьевска» [9].

Интереснейшие наблюдения над динамикой развития обвального процесса были проведены в 1948 г. на Байкальском участке Транссибирской магистрали, так называемой Кругобайкальской железной дороги (КБЖД). 27 сентября на 104 километре произошло обрушение крупного (100 м в длину и 35 м в высоту) скального массива, общий объём которого составлял приблизительно 20000 м3. Движение поездов закрылось на четверо суток. За обвалом велись наблюдения с момента появления предвестников обвала до его завершения. За 3 ч 15 мин до обвала начали появляться трещины шириной от нескольких сантиметров и до метра. Одновременно происходила осадка склона. Наконец, откос стал перемещаться вниз и с грохотом обрушился. Отдельные куски достигали 6-8 м в поперечнике. Развитию обвала способствовало вибрационное воздействие на скалы от движущихся поездов. Результаты исследования позволили сделать вывод, что общий период подготовки обвала, после подрезки склона во время строительства железной дороги, длился 40 лет. Таким образом, многолетние наблюдения за обвалами показали, что все обвалы, за исключением обвалов, связанных с землетрясениями, происходят не мгновенно, как обычно кажется, а занимают промежуток времени в несколько часов [7].

Характерны обвалы и для южных склонов Главной гряды Крымских гор. Сказываются значительная (до 500 м) высота обрывов и наличие тектонических и гравитационных трещин. Массовые обвалы в горном Крыму произошли во время землетрясения осенью 1927 г. Крупные обвалы можно увидеть в районе горы Ай-Петри, на южных склонах Караби-яйлы и других массивов. Классический пример грандиозного обвала — скопление обломков (свыше 7 млн.м3) под горой Южная Демерджи. В 1894 г. от горы откололся блок длиной 400-600м и шириной 300-400м, он рухнул вниз и раздробился на отдельные глыбы — некоторые достигают в поперечнике 20-25м. Летящие по склону камни разрушили четыре дома и ранили несколько жителей деревни Демерджи. Обвал и последующие за ним систематические падения отдельных камней заставили жителей перенести свою деревню на место нынешнего села Лучистое.

Второй обвал, меньший по объёму, произошёл здесь в 1966 г. Сейсмическая станция «Алушта» зарегистрировала вызванное им землетрясение [1].

Ещё чаще, чем в горах, обвалы в Крыму происходят на западном берегу полуострова, который сложен некрепкими песчано-глинистыми и алевролитовыми отложениями и испытывает тектоническое опускание. От п. Песчаное до северных окраин Севастополя берег медленно, но постоянно и неуклонно погружается. Море наступает и подмывает основание берегового обрыва. Он интенсивно отступает к востоку, захватывая и уничтожая виноградники, посёлки, маяки...

21 июня 2005 г. здесь на пляже у п. Кача обвал накрыл 26 человек, отдыхавших у моря. «По предварительным данным, в момент оползня на пляже находилось 26 человек, сейчас около 500 сотрудников милиции, спасателей и военнослужащих проводят работы по поиску пострадавших и ликвидации завала. Спасатели извлекли из-под завала ещё 15 человек, которые получили незначительные травмы. Сагайдак (сотрудник МЧС) сообщил, что обвал 300 кубометров грунта произошёл на пляже, который является неорганизованным местом отдыха. Вероятной причиной оползня стали дожди, которые прошли здесь несколько дней назад. Сейчас около 500 сотрудников милиции, спасателей и военнослужащих проводят работы по поиску пострадавших и ликвидации завала» [I]. Отметим терминологическую путаницу в приведённом тексте — обвал называется и оползнем, и завалом… Хотя, как было показано, в наших предыдущих статьях [4,5], широкий спектр гравитационных процессов тесно взаимосвязан и провести границу между ними довольно сложно.

Самый грандиозный, из известных в мире, обвал произошёл в доисторическое время на юге Ирана примерно в 100 км к северо-западу от г. Дизфуль на западном склоне горного массива Загрос. Здесь с горы Кабир-Кух сорвалась известняковая плита толщиной 300 м протяженностью 15 км и шириной 5 км. Этот гигантский блок спустился по склону на 900м, наращивая скорость, и в виде огромной массы обломков промчался 17 км. При этом пересёк долину Саидмаррехшириной 8 км и потом перевалил через хребет Кухе-Киалан высотой 450 м. Объём перемещенного материала составил около 20 км З, а масса — около 50 млрд т! В долине, перегороженной обломочным материалом, образовалось озеро длиной 65 км и глубиной до 180 м. К настоящему времени озеро уже спустилось через ущелье, прорезанное в обвальной плотине [6].

Сходный генезис имеет и красивое Сарезское озеро на Памире. Узкое красивое с прозрачной зеленоватой водой оно протянулось на 80 км. Образовалось это красивое озеро в 1911 г., когда 5 кмЗ (более 7 млрд т) горных пород рухнули со склонов и грандиозной плотиной перегородили реку Мургаб. Через несколько лет возникло высокогорное озеро.

Более чем вековую драматическую историю борьбы русских железнодорожников с обвалами и камнепадами при прокладке и эксплуатации Кругобайкальской железной дороги изложил сибирский геолог А.В.Хобта [7]. Он показал, что подрез склонов от истока Ангары до с. Култук, спровоцировал катастрофическую активизацию геодинамических процессов. Эти процессы растянулись по времени и приняли вид растянутой катастрофы, продолжающейся до сегодняшнего времени.

Обвалы случались уже на стадии изысканий. Так в 1900 г. при разработке на сотом километре пробной полувыемки длиной 40 м произошёл обвал объёмом около 4000 м3.18 июля 1901 года прошёл дождь, и путь оказался испорченным во многих местах. В 9 часов утра на 58 километре 77 м3 породы свалились на полотно, сбили путь в сторону на протяжении 40 м и погнули два рельса. В 11:40 на 63 километре 68 м3 легли на середину пути, причём среди них был один камень весом более трёх тонн. Около 3 часов обвал в 20 м3 в начале 49 километра, прямо перед самим поездом. Его убрали только в 12 часов ночи.

Огромный обвал около тоннеля 18 случился в 1903 г. во время снятия нижней части откоса. При строительстве дороги практически не было ни одного тоннеля, где бы ни происходили обвалы. У тоннеля 5 в апреле 1904 г. произошёл обвал объёмом около 3000 м3. За месяц до окончания строительства в тоннеле 9 произошёл обвал объёмом около 1000 м3, который повредил кладку тоннеля. В мае 1904 г. у тоннеля 21 произошёл обвал в 3000 м3. Похожая ситуация была на месте строительства галерей. У галерей 4 и 5 при неоднократных обвалах вывалилось более 8000 м3 скальной породы. У галереи 12 на 149 километре обвалы происходили в августе — сентябре 1904 г. Один из обвалов произошёл 10 сентября, за день до пуска поезда с министром путей сообщения, тогда вывалилось 700 м3 породы.

В мае 1907 г. на 97 километре почти 50 м3 обвалившейся породы завалили рельсы. Обвал, случившийся утром, убрали к вечеру и открыли движение поездов. Через два дня в том же месте обвалилось ещё больше чем накануне, и завал полностью убрали только к утру следующего дня. Особенность обвала заключалось не столько в общем объёме обвалившейся породы, сколько в наличии большого количества обломков огромного размера. Глыбы объёмом до 10 м3, а их было около 60 штук, разрушали с помощью динамита. Произошли обвалы в 1907г. и в других местах. Так на 100 километре обвалилось 165 м3, а на 123 километре — около 30 м3. В этих местах обвалы происходили и в последующие годы, и объём их доходил до 300 м3.

В 1910 г. зарегистрировано 576 случаев обвалов, в 1911г. — 926. К обвалам настолько привыкли, что считалось нормальным ежемесячная уборка до 1000 кубических метров породы. Обвал в 4000 м3 произошёл у тоннеля 16 с Иркутской стороны в начале апреля 1913 г., в результате движение поездов было прервано в течение десяти суток. В одном только 1925 г. произошло 480 м3 обвалов. В апреле 1929 г., во время землетрясения, на 143 километре произошёл сдвиг скального массива, который затем обрушился с высоты 200 м. Объём обвалившейся породы, составлявший до 1200 м3, разбил подпорную стенку и повредил оба пути. Отдельные глыбы этого обвала достигали 30 м3. Их убирали взрывом. Задержка движения — до 12 часов. На этом же километре в сентябре во время дождя с высоты 400 м обвалилось 350 м3 породы. По два звена каждого пути оказались выбитыми. В мае 1929 г. на 129 километре, во время сильного ветра с высоты упал сухостой, который повлёк за собой большое количество камней. Один из них выбил рельс под движущимся поездом и вызвал крушение поезда.

В 1937 г. одиночная глыба размером около четырёх метров упала на вагон, шедшего поезда, пробила крышу и пол и вызвала крушение состава. В этом же году, глыба, чуть меньшего диаметра, сорвала рельсы с полотна и скатилась в Байкал. Обвалы продолжались. В год происходило более 30 обвалов и одно-два крушения поездов. В мае 1941 г. на 87 километре глыба в 8 м3, сорвавшись с высоты 30 м, опрокинула идущий поезд вместе с паровозом в озеро, и он оказался в Байкале вверх колесами. Этой каменной глыбой до сих пор придавлены некоторые детали вагона. Размеры и вид глыбы впечатляют. Её особое местоположение и непосредственное участие в крушении поезда, дают основание отнести эту глыбу к достопримечательностям Байкала.

Обвалы в 1952 г. остановили движение поездов на четверо суток, а всего в этом году произошло 65 обвалов. После закрытия Западного участка обвалы продолжались. В 1960 г. произошёл 61 обвал, а в 1962 г. — 214, объём обвалившейся породы доходил до 45000 м3, а перерыв в движении поездов составил 20 суток.

В 1982 г., произошёл обвал объёмом в 900 м3, движение останавливается на 7 суток, в 1984 г. обвал — 30 м3, на уборку которого было затрачено 9 часов. В 1990 г. отмечались обвалы одиночных камней от 0.02 до 1 м3. В 1991 г. обвалом (около 700 м3) завален вход в тоннель на 140 километре.

Всего за 36 лет наблюдений на Кругобайкальской железной дороге, на участке в 70 км, объём обвалов, осыпей и очистки скальных откосов составил около 4•106 м3. Чуть больше скальных работ, которые пришлось провести во время строительства на Западном участке. Историю КБЖД А.В. Хобта заканчивает словами: «Сравним эти цифры и задумаемся... и кто на кого работал: железная дорога на страну или страна на железную дорогу. Вот что такое Кругобайкальский участок. Но другой дороги не было. Вот какую нагрузку испытывал незначительный по длине участок Транссибирской магистрали. Но заменить его было нечем» [7].

Литература:

1. Безопасность в туризме / «Безопасность в туризме», Литагент «МАБИВ».
2. Геологический словарь. Том второй. -М.: Недра, 1978.-455с.
3. Горшков Г.П., Якушова А.Ф, Общая геология, М.: МГУ, 1973. -592с.
4. Сывороткин В.Л. Ликбез по природным катастрофам. Оползни / ИА REX. 18.05 2025
5. Сывороткин В.Л. Процессы, формирующие рельеф планеты Земля / Владимир Сывороткин / ИА REX. 28.12.2024
6. Уолтхем Т. Катастрофы: неистовая Земля. Л.: Недра, 1982. 223с.
7. Хобта А.В. Обвалам не счесть числа, а селям нет преград. — Транссиб. Июнь 2001 г.
8. На пляже в Крыму из-под завалов спасены семь человек — Российская газета 21.06.2005.
9. На шахте в Кемерово произошел обвал породы: погиб один человек: Россия: Lenta.ru. 25.06.2002.