Побережье оз. Байкал отличается сложными инженерно-геологическими условиями, особенно в зонах крупных неотектонических структур – Байкальского сводового поднятия и самой Байкальской впадины.

В строении Байкальского сводового поднятия принимают активное участие различные по составу и возрасту геологические формации. Здесь распространены карбонатные, карбонатно-силикатные и силикатные сильно дислоцированные и метаморфизованные породы архея и протерозоя, а также платформенные обломочные, терригенные и карбонатные сцементированные и измененные отложения, часто смятые в узкие линейные складки северо-восточного простирания. Изверженные породы представлены целой серией интрузивных и эффузивных разностей. Среди них по южному и северо-восточному побережьям широко распространены граниты различного состава и структуры.

Одновременно петрографическое разнообразие кристаллических пород и, соответственно, широкий диапазон значений прочности (83,6–300 МПа) отличают эти породы высокой несущей способностью. Для них также свойственно снижение прочности при выветривании и при неоднократном замораживании. Ослабляющие факторы – трещинноватость, зоны дробления, анизотропные свойства горных пород. Однако не преимущественно высокая прочность кристаллических пород определяет весьма повышенную категорию сложности инженерно-геологических условий.

Краевые части Байкальской впадины заполнены четвертичными озерными, речными, пролювиальными и ледниковыми образованиями.

Байкальская впадина в пределах Танхойского поля (Южно-Байкальская впадина) сложена мощной толщей неогеновых отложений, перекрытых полигенетическим чехлом четвертичных отложений (озерных, делювиальных, аллювиальных и др.). Здесь разрезы неогеновых отложений часто дифференцируются от преимущественно глинистого, слабоуглистого в западной половине рассматриваемой части побережья до существенно песчанистого в восточной.

По юго-восточному побережью Байкала широко развиты оползневые процессы. Они занимают небольшие участки – от 50 до 750 м вдоль склона и от 30 до 180 м по оси смещения. Мощность оползней обычно не превышает 10–15 м. Характерно повсеместное их проявление как на поверхности древних озерных террас, так и по долинам крупных рек. Процесс оползания сопровождается пучинообразованием при промерзании глинистых пород, а также просадками в результате их оттаивания. Очень часто проявление заболачивания низменных территорий в устьях рек Мишихи, Мысовой, Переемной и др.

Все разновидности неогеновых глин юго-восточного побережья Байкала отличаются высокой плотностью и слабой сжимаемостью. Величина сцепления изменяется от 0,5 до 1,0 МПа при углах внутреннего трения от 17 до 40˚. Некоторое снижение прочных показателей отмечается обычно в узкой зоне контакта с водосодержащими песчаными и угольными горизонтами. А встречаемые здесь пески разного гранулометрического состава – от тонко- до грубозернистых, от рыхлых до связных, реже в различной степени пылеватых и глинистых – часто определяют их подвижность. Многие горизонты песков чаще всего обладают плывунностью и предрасположенностью к развитию суффозии. Но эти негативные качества реализуются частично, и то лишь на пологих склонах хр. Хамар-Дабан. В целом на ровной поверхности несущая способность как сухих песков, так и глин достаточно велика. Исключение составляют зоны выветривания, где увеличиваются влажность и сжимаемость глин и проявляется их подвижность.

Оценивая неогеновые отложения как среду зарождения оползней, следует подчеркнуть, что их формирование в активной геодинамической обстановке предопределило высокую плотность неогеновых отложений и увеличивающуюся с глубиной степень литификации. Так, например, среди песков появляются песчаники, среди гравия – гравелиты, а в глинистых разновидностях – аргиллиты и алевролиты. В целом глины составляют наиболее прочную часть разреза. Они высоко агрегированы, отличаются невысокой пластичностью, преимущественно слабым набуханием, что хорошо согласуется с низкой коллоидной активностью, характерной для неогеновых глин с устойчивой консистенцией. Узкие зоны ослабления их прочности вдоль контакта с водопроницаемыми отложениями не могут вызвать катастрофических смещений в условиях пологого залегания. Очаги повышенного увлажнения глинистых разновидностей приурочены к точкам разгрузки напорных водоносных горизонтов и более предрасположены к медленной ползучести, чем к катастрофическим проявлениям.

Слабую часть разреза составляют пески, среди которых выделяются ложные и истинные плывуны, подвижность которых реализуется на склонах, где в наибольшей степени проявляется действие фильтрационных сил. Оползни чаще всего связаны с пылевато-глинистыми разновидностями песков, внезапные выносы которых возможны при меньших значениях гидродинамических давлений в сравнении с ложными плывунами. Дренирование истинных плывунов практически невозможно, что и объясняет в ряде случаев неэффективность дренажных штолен.

Особенностью неогеновых отложений является ритмичное строение, что предопределяет ярусное строение оползней, оказывающих разное влияние на полотно железной и автомобильной дорог.

Следует отметить, что четвертичные песчано-галечные озерные отложения и пролювиально-делювиальные образования характеризуются высокими показателями прочности и являются довольно надежным основанием при проведении строительных работ. Кроме того, мощные отложения пологих конусов выноса и осадки высоких озерных террас имеют хорошую дренирующую способность, что, естественно, повышает их устойчивость при сейсмических воздействиях.

Широко развитые разновозрастные аллювиальные отложения по долинам рек за счет повышенно-влажных, пучинистых и сильно сжимаемых грунтов (супеси, суглинки, илы), а также неглубокого залегания грунтовых вод, наоборот, уязвимы динамическим воздействием.

Делювиальные отложения, неравномерно перекрывающие все элементы рельефа, отличаются большей изменчивостью показателей физико-механических свойств в связи с пестротой механического состава пород – от супесчано-суглинистого до дресвянисто-щебеночного. На озерных террасах среднего уровня (высотой до 20 м) эти отложения приобретают более лёссовидный облик. Следует отметить, что территории, занятые делювиальными отложениями, мало используются в качестве оснований (фундамента) инженерных сооружений из-за небольшой мощности (до 2 м).

Таким образом, предгорная полоса юго-восточного побережья Байкала характеризуется повышенно сложными инженерно-геологическими условиями:

– неогеновые песчано-глинистые отложения практически повсеместно подвержены воздействиям оползневых процессов;

– глубокое промерзание грунтов глубиной от 2,8 до 3,8 м способствует проявлению пучинистых и плывунных явлений и приводит к их сильной сжимаемости;

– довольно плоская поверхность Танхойского поля подвержена процессам заболачивания, абразии берегов и эрозионной деятельности;

– часто проявление сильных землетрясений, свидетельствующее о высокой сейсмичности.

Прибайкалье входит в область островного распространения вечной мерзлоты, частично – в область ее сплошного распространения. На побережье мощность мерзлого грунта не превышает 10 м, а его температура не опускается ниже –0,2, –0,3Иногда в мерзлой породе наблюдаются небольшие линзы подземного льда инфильтрационного или речного происхождения. Сплошная мерзлота развита севернее 54 параллели. Мощность мерзлого слоя колеблется от 20 до 150 м и более. Температура мерзлых пород на глубине 10–15 м составляет от –0,5 до –3,0⁰. Кровля мерзлоты часто сливается с сезонно протаивающим слоем. Острова таликов концентрируются около русел рек, на склонах южной и западной экспозиций, местами на водоразделах.

Термокарст, наледи, гидролакколиты, пучины – широко распространенные мерзлотные явления. Особое значение имеют наледи, часто развивающиеся после возведения сооружений. При строительстве железных и автомобильных дорог изменившийся водный и температурный режим обычно усиливает пучение и требует особых мер по обеспечению устойчивости земляного полотна дороги, мостовых переходов и т.д.

Особенно необходимо это учитывать при строительстве сооружений и эксплуатации трассы Кругобайкальского участка ВСЖД и трассы БАМ.

Широко распространены горные обвалы и осыпи. Преобладают обрушения одиночных глыб и небольших блоков пород. Известны, однако, гигантские обвалы, вызванные сильными землетрясениями. При строительстве на скально-обвальных участках требуются противообвальные мероприятия.

Мощные селевые потоки периодически наблюдаются в горах Прибайкалья. Наиболее интенсивно они проходят на юго-восточном побережье оз. Байкал.

Очень активно сели проявляются в горах Северного Прибайкалья. Здесь к районам наибольшей опасности относятся хребты Байкальский (водотоки между мысом Болсодей – р. Слюдянкой), Верхнеангарский (юго-восточный склон на участке между горами Кирон – р. Аякон, речки Анамокжит, Иномакиткан, Огней, Алкан).

Все селеопасные районы требуют проведения селезащитных мероприятий. Так, для частичного предотвращения катастрофических селевых разрушений необходимо предусмотреть проведение комплексных агромелиоративных и инженерных работ, направленных на гашение скоростей и ударной силы. Весьма эффективны работы по регулированию поверхности стока на склонах водосборного бассейна, устройству регулирующих сооружений в руслах потоков (подпорные стенки, бетонные лотки, ловушки-фильтры) и строительству каналов-селесборов, струенаправляющих дамб и селедуков.

Карстовые явления отмечаются по северо-западному и южному побережьям. В протерозойских и архейских карбонатных породах развит древний карст, не являющийся препятствием для всех видов капитального строительства. Современный глубинный карст почти не встречается. Карбонатный и сульфатный карст развит на площадях распространения ангарской свиты нижнего кембрия. Требуются специальные исследования при строительстве.

В Прибайкалье ведущим и осложняющим фактором инженерно-геологических условий, кроме резкорасчлененного рельефа, динамичных и частых проявлений склоновых процессов и термокарстовых явлений, является высокая сейсмичность. Рассматриваемая территория относится к области активной сейсмической деятельности.

Многочисленные сейсмогенные структуры и частые землетрясения, фиксирующиеся в разных частях региона, свидетельствуют о том, что этот регион является ареной бурно продолжающейся жизни глубоких слоев земной коры. Эти процессы, несомненно, обусловили и высокую фоновую сейсмичность территории, оцениваемую в VI–VII баллов по шкале Рихтера. При развитии песчано-глинистых грунтов и высоком уровне подземных вод происходит повышение балльности до VIII–IX. Кроме того, следует отметить, что могут происходить внезапные катастрофические движения земной коры, сопровождаемые землетрясениями. Особенно сейсмоопасен район дельты р. Селенги.

Несколько слов о новейших проявлениях сейсмогравитационных явлений. Наглядным примером подобного явления может служить Инкинский оползень, который образовался на правобережье придельтового участка долины р. Селенги в районе с. Инкино. В плане оползень имеет овальную форму и обращен фронтом в сторону оз. Байкал; длина его до 1,5 км, ширина 350–400 м, поверхность наклонена в сторону тыловой части на 3–5°. Здесь оползанию подвергалась часть обширной кударинской террасы высотой 18–20 м. Отложения террасы представлены светло-серым тонко- и мелкозернистым песком с прослоями и линзами бурых илов и алевритов, имеющих субгоризонтальную и волнистую текстуру. К основанию разрезов мощность и протяженность илистых и алевритистых горизонтов увеличивается настолько, что они становятся водоупорными горизонтами. Характер слоистости и существенная примесь иловатого материала в составе ocaдков позволяют говорить о ее формировании в относительно спокойной дельтовой обстановке. При исследовании оползневой структуры в теле оползня вскрыты пески с падением слоев в противоположную оз. Байкал сторону (до 3–5^о), а отдельные деформированные и разорванные песчаные и иловатые линзы сильно смещены и наклонены в сторону Байкала (от 17–18 до 28°). В разрезах шурфов, пройденных вкрест простирания оползня, начиная с глубины 1,6–1,8 м наблюдаются следы многочисленных микродислокаций и разрывов сплошности слоев на отдельные части при оползании материала. Послойное смещение отложений привело к формированию своеобразных мелкогребенчатых текстур.

Возникновение столь крупной оползневой структуры, по всей вероятности, связано с мощным землетрясением силой VI–VII баллов и более в недалеком прошлом, которое сдвинуло участок земной поверхности в дельте р. Селенги.

Выявление крупного Инкинского оползня показывает, что придельтовая равнина при сильных землетрясениях может не только опускаться, но и подвергаться значительным сейсмогравитационным оползням. Следовательно, проведение гидротехнических и других строительных работ требует тщательных инженерно-изыскательских исследований с учетом рельефа местности и инженерно-геологической ситуации. Кроме того, при освоении территории с высокой сейсмической активностью необходимо тщательное и всестороннее изучение сейсмичности всего региона и сейсмического микрорайонирования в зоне строительства объектов.

Инженерно-геологические условия всей рассматриваемой территории неоднозначны из-за разнообразия структурных особенностей, геологического строения, геоморфологии, гидрогеологических, неотектонических и сейсмических условий, физико-геологических явлений.

Более всего хозяйственно освоена пониженная прибрежная часть Байкала, где рыхлые грунты представлены озерными и аллювиальными песчаными, глинистыми и крупнообломочными образованиями значительной мощности и имеют широкое распространение. Местами встречаются болотные отложения, сложенные, преимущественно, глинистыми образованиями с различным содержанием органических остатков. Подземные воды находятся достаточно высоко – от 0,5 до 3–5 м.

Берега Байкала в основном двух типов – абразионные и аккумулятивные. В зависимости от характера прибрежного рельефа, горных пород и рыхлого материала, что слагают берега Байкала, они подразделяются на расчлененные и выровненные. Наиболее разнообразны по процессам формирования расчлененные берега.

По генетическим и морфологическим типам байкальские берега могут быть нескольких типов.

Для восточного побережья оз. Байкал характерны аккумулятивно-абразионные, приуроченные к моренным равнинам у подножий гор, подвергавшиеся четвертичным оледенениям. Для этих берегов характерно чередование бухт, иногда глубоко врезанных в сушу, и мысов, образованных конечными моренами.

Анализ инженерно-геологических условий Прибайкалья показывает, что выбор участков, отвечающих всем требованиям строительства гражданских сооружений, ограничен. Неблагоприятные инженерно-геологические условия потребуют применения особых методов при изысканиях и проектировании, а при строительстве – особых способов сооружения и эксплуатации различных строений.

Источник:

Иметхенов А..Б. Инженерно-геологические условия побережья // Байкал. Природа и люди. Под ред. А.К. Тулохонова. - Улан-Удэ: ЭКОС, Изд-во БНЦ СО РАН, 2009