Инженерно-геологические условия города Красноярска

Инженерно-геологические условия города Красноярска

1. Физико-географический очерк

 

Орография района г. Красноярска весьма своеобразна. На юго-востоке его возвышаются покрытые тайгой северо-западные отроги Восточного Саяна, сложенные интрузиями  сиенитов и кембрийскими, интенсивно-дислоцированными образованиями. Значительную часть здесь занимает Государственный заповедник «Столбы», известный редкими по высоте причудливыми скалами. Абсолютные отметки водоразделов достигают 750-800 м, в среднем не превышая 600-650 м. На фоне их резко возвышаются столбообразные останцы – «Столбы»: Такмак, Воробушки, Китайская стенка, Крепость, Развалы, Дикий камень, а также отвесные высотой до 50-80 м уступы: Колотушка, Колокольня и др. Долины рек в этой части узкие, глубоко врезанные, с крутыми склонами до 35-. Относительные превышения колеблются в пределах 250-300 м.

К востоку и юго-востоку от г. Красноярска, а также вдоль южной границы его выделяется предгорная полоса, сложенная среднедевонскими эффузивно-осадочными образованиями. Это краевая часть Рыбинской впадины, переходящей в направлении на восток в Чулымо-Енисейскую.

Значительную часть территории занимает долина р. Енисей; представляющая ступенчатую эрозионно-аккумулятивную равнину сложного строения. Крутые, сильно изрезанные склоны широкой долины сменяются более пологими, с плавными очертаниями. В поперечном проливе долины Енисея выделяются семь террас, имеющих относительные высоты от 8-12 до 160 м.

Северная часть описываемого района представляет холмисто-увалистую поверхность с реликтами неогеновой аллювиальной равнины с высотами от 300 до 350 м. Она сформирована юрскими отложениями.

 

Климат и гидрография.

Климат района – резко континентальный, с продолжительной и морозной зимой и жарким, иногда засушливым, коротким летом. Средняя январская температура равна

-, средняя июльская + .

В январе почва промерзает на глубину 1,7-2,0 м. Следует отметить, что район заповедника «Столбы» в физико-географическом отношении является обособленным. Средне-январская температура здесь на 1,5- выше, чем на окружающей территории. Здесь выпадает также значительно больше атмосферных осадков, выше абсолютная влажность воздуха и т. д.

Гидрографическая сеть представлена р. Енисей и его притоками – реками Базаихой, Берёзовкой и Качей.

Берёзовка и Кача близки к рекам горного типа: они протекают в глубоко врезанных долинах и имеют довольно быстрое течение – до 3-5 м/сек. Река Кача более спокойна, скорость течения её не превышает 2-3 м/сек.

Для всех рек характерно меандрирование, слабо выраженный ступенчатый профиль.

 

Растительность и животный мир.

В горно-таёжной части района произрастают смешанные леса, состоящие из берёзы, осины, сосны, ели, пихты и, редко, кедра. В лесостепной части преобладают осина, сосна, акация, ольха, ива, рябина, черёмуха. Кое-где здесь сохранились сосновые боры, как например Есауловский, Берёзовский. Северная часть почти безлесна, исключая отдельные участки вдоль рек, где растут преимущественно ива, черёмуха и кустарниковые формы.

Животный мир развит главным образом в зоне заповедника. Здесь водится медведь, лось, барсук, белка, горностай и др. В степной части изобилуют суслики. Из птиц встречаются: орёл, ястреб, глухарь, кукушка, сыч.

 

 

2. Геологическое строение.

 

В районе г. Красноярска прослеживаются отложения кембрийского ордовик-силурийского, девонского каменноугольного, юрского, третичного и четвертичного возрастов, а также интрузивные образования.

Кембрийские отложения (Cm) широко распространены в юго-восточной части района, слагая здесь Торгашинский хребет, бассейны рек и ручьев Слизневой Рассохи, Калтата, Намурта, Больших Сынжулей, Большой и Малой Войлы, Хариусного. Среди пород этого возраста преобладают известняки белые, светло-серые, серые массивные, часто мраморизованные. Подчинённую роль играют доломиты, аргиллиты, алевролиты, песчаники, сланцы, образующие среди известняков прослои незначительной мощности. Породы интенсивно дислоцированы, местами рассечены тектоническими разломами. Мощность отложений – более 2000 м.

Ордовик-силурийские (O-S) отложения развиты в долине р. Базаихи, выше устья Яхонтового лога, в истоках ручьев Каштака, Медвежьего и в районе горы Сопка. Это вулканогенные образования, представленные туфами и порфиритами. Туфы – массивные перстроокрашенные породы скрытозернистой структуры. Порфириты – тёмно-серые, чёрные породы с отчётливо выраженной порфировой структурой.

Девонские отложения (D) в районе г. Красноярска распространены широко. Они наблюдаются в левобережной части Енисея, в бассейне р. Берёзовки, деревень Каменка, Свищево, выходят на поверхность в районе деревень Зыково, Красногорки, Дрокино, в пос. Бугач и в ряде других мест. Литологически породы представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами, мергелями, конгломератами, гравелитами, известняками. В большинстве разрезов преобладают обычно песчаники, алевролиты и аргиллиты. Остальные породы образуют маломощные, не выдержанные по простиранию прослои. Характерной особенностью пород является их красная окраска. Мощность отложений – более 1000 м.

Каменноугольные отложения (С) прослежены на участке от р. Батеюшки до д. Шумково. Представлены они песчаниками, известняками, мергелями, алевролитами, которые, в отличие от отложений девонского возраста, окрашены в серые тона.

Юрские отложения (I) распространены в северной части района. Почти повсеместно они перекрыты сверху четвертичными образованиями. В литологическом составе пород доминируют песчаники; в подчинении находятся алевролиты, аргиллиты, гравелиты, конгломераты, угли. Для пород характерны светлая (в основном серая) окраска, слабая цементация, пологое залегание. Мощность отложений – до 300 м и более.

Третичные отложения (Tr), или верхне-палеоген-неогеновые образования, широко развиты на правом и левом берегах Енисея, где слагают верхнюю часть плосковершинных водоразделов с абсолютными высотами 310-370 м. Залегают они повсеместно на размытой поверхности девонских и юрских отложений и представлены разнообразными породами: от гравийно-галечниковых до тяжёлых глин. Мощность отложений изменяется от нескольких до 60 метров. Представление о строении и составе описываемых отложений можно получить в основном по карьерам и другим искусственным выработкам, так как сверху они почти повсеместно покрыты образованиями четвертичного возраста.

Четвертичные отложения (G) представлены главным образом аллювием рек, слагающим их поймы и террасы. В районе г. Красноярска прослеживается семь надпойменных террас в долине р. Енисея и две надпойменные террасы по Качи, Берёзовки, и Базаихи.

Аллювиальные отложения седьмой надпойменной террасы Енисея развиты на водоразделе лога Черёмушкина и урочища Каменный брод, в районе деревень Кубеково и Худоногово. Верхняя часть разреза сложена преимущественно светло-серыми суглинками и глинами. Основание разреза представлено галечниками желтовато-бурого цвета  мощностью до 1,5-2,0 м. Суммарная мощность аллювиальных отложений – не более 20-25 м.

Аллювиальные отложения шестой надпойменной террасы почти повсеместно  расположены на побережье Енисея, а также на левом его берегу, ниже железнодорожного моста. Отложения террасы – галечники с линзами, мелко- и средне-зернистых песков, слагающее нижнюю часть разреза, и пылеватые суглинки и супеси – в верхах разреза. Мощность отложений – около 40 м.

Аллювиальные отложения пятой надпойменной террасы сохранились лишь у д. Кубеково. Высота террасы – 35-45 м. Рельеф западинно-бугристый. С поверхности залегают супеси и суглинки, ниже – галечники. Мощность галечников – около 7,0 м. Пятая терраса прослеживается также в долине р. Берёзовка, в районах д. Карловой и Зыковского кирпичного завода. Галечники здесь имеют мощность до 6,0 м, а залегающие сверху суглинки – до 17 м.

Аллювиальные отложения четвертичной надпойменной террасы широко распространены на левобережье Енисея, к северу от деревень Коркино, Песчанки. Разрез их имеет здесь трёхчленное строение. В основании залегают галечники мощностью до 10-11 м, в средней части разреза – пачка перемежающихся мелкозернистых песков, супесей, суглинков и глин с прослоями мелкой гальки мощностью в целом до 5,0 м, выше – пачка лессовидных пылево-желтых супесей и суглинков мощностью до 12 м. Суммарная мощность аллювия составляет около 30 м.

Аллювиальные отложения третьей надпойменной террасы развиты на левом берегу Енисея, от железнодорожного моста до устья Качи. С поверхности отложения представлены супесями и суглинками мощностью до 2,0 м, ниже – галечниками и реже песками. Пески дюнные прослеживаются в прибрежной части Енисея, между улицами Кирова и Сурикова.

Аллювиальные отложения вторых надпойменных террас Енисея, Берёзовки, Базаихи и Качи в долине Енисея занимают обширную площадь на правобережье, где они непрерывной полосой прослеживаются вдоль реки на участке ручьев Лалетина-Базаиха и далее до с. Берёзовки. В левобережной части они отмечаются севернее деревень Коркино и Песчанки. В основании разреза аллювиальные отложения представлены галечниками с линзами песков и гравия, выше – супесями и песками. Мощность отложений – 12-21 м.

В долине р. Берёзовки аллювиальные отложения слагают небольшие обрывки террас, сохранившихся в районе деревень Свищево, Зыково, Красногорка, Каменка, а также на левом берегу этой реки. У д. Каменка в основании второй надпойменной террасы обнажаются галечники мощностью до 2,5 м, выше залегают супеси мощностью 1,5 м, переходящие в суглинки с линзами гальки и гравия до 2,0 м.

В долине р. Базаихи аллювиальные отложения второй надпойменной террасы имеют то же строение, что и в долине р. Берёзовки. В долине р. Качи аллювиальные отложения представлены супесями и суглинками, часто заиленными, непостоянными (от 0,3 до 3,9м) по мощности, с линзами равнозернистого песка.

Аллювиальные отложения первой надпойменной террасы развиты на правобережье Енисея (посёлки Ладейка, Ермолаево) и в левобережной его части (деревень Коркино, Песчанка). Толща аллювия везде имеет двучленное строение: в основании залегают отсортированные галечники мощностью до 10-12 м; выше – лёгкие слоистые супеси с прослоями суглинков мощностью от 1,3-3,0 до 4,5 м.

Аллювиальные отложения поймы Енисея занимают большую площадь вдоль берегов и на его островах: Татышева, Отдыха и др. Они представлены серыми и тёмно-серыми иловатыми супесями и суглинками мощностью до 2-4 м, залегающими с поверхности, и галечниками, слагающими остальную, большую часть разреза. Мощность пойменного аллювия изменяется от 16 до 25 м.

Аллювиальные отложения пойм рек Берёзовки, Качи, Базаихи имеют повсеместное развитие а долинах этих рек. В верхней части разреза они представлены серыми супесями, иловатыми суглинками и линзочками торфа, красноватыми и серыми песками мощностью от 0,8 до 2,0 м. Нижнюю часть разреза составляют плохо сортированные галечники. Мощность аллювиальных отложений в целом достигает 10-25 м. В узких частях долин отложения поймы приобретают характер каменистого (горного) аллювия, мощность которого в таких случаях значительно сокращается.

Наряду с аллювиальными отложениями в районе г. Красноярска широко развиты также делювиальные, пролювиальные, эоловые отложения.

Делювиальные отложения прослеживаются на пологих и средней крутизны склонах. Они представлены, как правило, суглинками, залегающими непосредственно под почвенно-растительным слоем. Мощность их обычно составляет 2,5-3,0 м, однако, местами достигает 15-16 м.

Эоловые отложения широко распространяются на поверхности первой и второй надпойменных террас Енисея, особенно в районе между посёлками Берёзово и Ермолаево. Пески, образующие прибрежные дюны, и бугры высотою от 3-5 до 18 м, хорошо выражены у пос. Ладейки.

Магматические образования в районе г. Красноярска представлены интрузивными породами, образующими Абатакский и Столбовский массивы, которые занимают значительные площади рек Моховой, Калтат и ручьев Россохи, Сух. Калтата, Бол. Плетняжки и др. В составе интрузий преобладают порфировидные и щелочные сиениты. Интрузивные породы характеризуются интенсивным развитием трещин отдельности. Одной из основных систем трещин является система пологих и горизонтальных трещин, обусловливающих пластообразную отдельность пород.

 

 

 

З. Подземные воды

Подземные воды в районе г. Красноярска связаны почти со всеми генетическими комплексами пород. B рыхлых отложениях четвертичного возраста они имеют характер грунтового потока, в слабо сцементированных отложениях юрского возраста образуют пластовые скопления, в плотных породах каменноугольного, девонского, силур-ордовикского, кембрийского возраста, a также в интрузивных образованиях концентрируются, главным образом, в трещинах различного генезиса.

Грунтовые воды четвертичных отложений заключены в аллювии пойм и террас Енисея, Качи, Базаихи, Березовки.

B долине Енисея грунтовые  воды широко развиты на пойме  первой и второй надпойменных  террас. Водовмещающими во всех  случаях являются песчано-галечниковые  образования, имеющие мощность 10-20 м  на пойме и 5-13 м — на первой  надпойменной террасе. Уровень грунтовых  вод в межень находится на  глубине от 1,0-5,0 м на пойме, до 5-10 м на террасах. Породы отличаются  высокой водопроницаемостью, особенно  на пойме, характеризуясь здесь  коэффициентом фильтрации от 80-150 до 800-1000 м/сут. Высокие фильтрационные свойства пород обусловливают значительную их водообильность. Дебит скважин обычно выражается 2,0-10 л/сек на второй надпойменной террасе и . 10-40 л/сек — на пойме и первой надпойменной террасе. Расход отдельных инфильтрационных колодцев, расположенных в береговой части островов Посадочного, Отдыха, Нижне-Атамановского и др., достигает 170 л/сек при понижении уровня воды всего лишь на 1-2 м.