Д.Л. Иванов
Обвалы
Железнодорожных откосов
Путевая заметка с Забайкальской железной дороги.
С 11 чертежами.
(доложено в засед. физико-географической секции 15 октября 1901 г.).
Забайкальская железная дорога начинается не за Байкалом, а в Иркутске, т.е. 62 версты не доходя до Байкала. Эти 60 слишком верст путь идет по левому берегу р. Ангары, почти все время у самой воды и во многих местах врезаясь справа (Считая направление пути от Иркутска к Байкалу, т.е. на встречу течению Ангары) в крутые и высокие горные склоны речной долины, спускавшиеся ранее к реке естественными откосами, а подчас и каменистыми обрывами. С проведением дороги, горные склоны на значительных протяжениях превратились в односторонния "скалистыя" выемки, с откосами до 5-6 и более сажень высотою. Камень и землю употребили на полунасыпь и присыпку пути вдоль реки, и таким образом получилось два уступа: один - в 2-3 саж. высоты над уровнем реки, из насыпаннаго в нее камня (левый откос полунасыпи), по которому и положено полотно дороги, другой - выше пути, в виде крутой стены голаго камня (правый откос выемки), обнаженного искусственным срезом горы; наверху этого второго уступа начинается естественный склон (40-50 град.) из растительной земли с деревьями и кустарниками (чер. 1). Эти горные склоны состоят из юрских угленосных напластований - конгломератов, песчаников, сланцев, сланцевых глин и каменного угля, с общим падением пластов в южную сторону, т.е. почти все время с уклоном от пути внутрь горы.
За последнее время довольно часто появлялись слухи об "обвалах" на этой части пути, но составить себе отчетливое представление с инженерной точки зрения о значении этих обвалов, связанных с задержками, несчастными случаями и другими "происшествиями", не было возможности по отсутствию специальных исследований этих явлений. Но вот, 18 июля сего года, едучи с утренним поездом из Иркутска к Байкалу, я имел возможность, хотя бегло, лично ознакомиться с характером обвалов, несколько раз по-долгу задерживавших нас на пути, так что до Байкала мы едва добрались ночью, проведя в дороге 14 слишком часов!
Накануне несколько дней стояло ненастье с упорными дождями. 18 июля с утра стало моросить и вскоре пошел непрерывный дождь, то усиливаясь, то ослабляясь. В этот день путь был попорчен в нескольких местах: 1) в 9 ч. утра на 54 весте - до 8 куб. саж. камня, свалившись на полотно, сбило путь в строну на протяжении 20 саж. и погнуло два рельса; 2) в 11 ч. 40 м. утра на 59 версте обвалилось до 7 кубов земли, при чем один камень весом пудов 200 лег посредине пути; 3) около часа дня размыло насыпь, недоходя версты 2 до ст. Михалевой; 4) около 3-х часов дня произошел обвал в начале 46 версты...
Последний из перечисленных обвалов случился перед самым проходом нашего поезда, который был остановлен на ходу красным флагом сторожа. Обвал сравнительно был невелик - куба 2 земли да один камень около трети куб. сажени (1Х0,5Х0,6=0,3 куб. саж.), но он задержал нас под облывом довольно долго, так-как камень из конгломерата лег на правый рельс и его, после многих хлопот, удалось cдвинуть с пути только к 11,5 ночи: Сильный дождь и наступившая вскоре темнота не позволили мне сделать все точныя и полныя измерения и записи, а тем более подробные чертежи, относящиеся до этого места пути, но тем не менее мне удалось осмотреть ближайшие откосы, подметить кое-что в их строении, зарисовать и смерить компасом некоторыя подробности, на мой взгляд весьма существенныя в деле устойчивости откосов, - почему я и решил поделиться своими беглыми заметками с лицами, интересующимися этим вопросом, как ближайший свидетель одного из событий, которыя, сколько мне известно, не наблюдались здесь ни одним инженером-геологом в таких свежих сопровождавших обрушение условиях.
Путь в конце 45 и начале 46 версты, следуя изгибам береговых гор, делает закругление вправо, переходя их широтного направления, 6 h, в 6 ? h и далее в S0 до 8 h. Справа все время тянется высокий откос леваго берега Ангары (см.план чер. 2), который до постройки имел уклон в 40-45 градусов был покрыт растительностию (см. схемат. Чертеж 3), а ныне срезан на высоту 5-6 саж. Над рельсами откосом в 65-70 градусов крутизны и обнажен (чер.1). Вблизи обвала юрские пласты падают почти на юг полого (S 0 10-11h угол градусов до 20 градусов), а путь идет по 6 ? h, почти совпадая с простиранием пластов, почему до места обвала линии наслоения в обнаженном откосе слабо склоняются на 0, а далее за обвалом, с поворотом пути вправо, оне показываются в обнажении все круче и круче.
Пластование здесь такое: под конгломератом из средней гальки лежит пласт глинистаго, отчасти углистаго сланца ( 1 - 1,5 саж.), ниже глинистый песчаник (0,5 саж.) и снова конгломерат до 3 саж толщиною; под ним небольшой слой угля, налегающий на песчаник, так что в общем мы имеем чередование массивных пластов конгломерата с песчаниками, тонкими сланцами и угольными слоями. Вся толщина (схем. чер. 3 и 4 ) разбита системами трещин, из коих одне, почти отвесныя и перпендикулярныя к берегу (чер. 4 и на плане чер. 8 слева), проявляются не везде и самостоятельнаго значения не имеют; напротив, отдельность параллельная берегу или обрезу откоса представляет в данном случае чрезвычайную важность. Нужно сказать, что в песчаниках замечается крупно шаровая отдельность, выражающаяся в некоторой как-бы скорлуповатости породы, выпуклой отдельности кусков. Быть может это есть результат особаго, своеобразнаго давления, на что указывает и характер трещин в конгломератах, но в чем-бы не скрывалась истинная причина этого свойства породы, для нас важно одно, что такая отдельность типична и что, благодаря ей, толща разбита не прямолинейными, плоскими трещинами, а волнистыми, образующими крупныя округлыя ступени с общим наклоном к пути в 65 - 70 градусов. В общем падение этих трещин почти на N с отклонением к NW, т.е. обратное падению пластов. Характер расположения этих трещин удобнее всего понять из прилагаемых набросков (чер. 4 и 5).
Посмотрим, что получается в результате таких условий и как идет разрушение откосов. Легче всего разрушается уголь и сланец - они и разбиты мелкой отдельностью, и раздавливаются, крошатся ранее других; затем следует собственно типичный желваковый глиноватой песчаник, образующий бомбы с концентрической скорлупой, как это видно на черт.3-м внизу и на чер. 5-м в середине откоса; разрушение этих пластов идет или с промежутков (цемента) между бомбами, которыя остаются тогда ни чем не связанными и скатываются в виде шаров, или самыя бомбы раздавливаются скорлупообразно. Далее следуют песчаник и конгломерат. По мере выветривания и выпадения кусочков угля и сланца образуются навесы из массивных пластин песчаника и конгломерата (чер. 5 и 6), при чем закрытыя трещины волнистой (шаровой) отдельности несколько раскрываются в верхних частях, свободно принимая в себя верховую воду из растительнаго слоя. Эта вода разрушает постепенно стенки трещин и пробирается из слоя в слой, внося разрушение и в более удаленныя от обрыва части породы, в особенности при замерзании. Благодаря округло-ступенчатому характеру отдельности, почвенная вода по трещинам часто выходит в разных местах на самый откос в виде многочисленных потеков, струек, небольших водопадов, при чем появляется прямо из камня на разных высотах (черт. 6 с). Работа этой воды легко понятна: она должна уничтожить все связи обнаженных в откосе кусков с пластами, должна помочь сгладить или раздавить углы и выступы (черт. 6 у.в.), на которых одни куски удерживаются трением на других. Когда это готово, тогда самой незначительной причины достаточно для обвала, как напр., дождя, который пробрался-бы в трещины, смочил-бы там порошок породы, или сильного порыва ветра, иногда-же и сотрясения от прохода поезда.
Отделяющиеся куски конгломерата значительно крупнее кусков песчаника, трение в них, благодаря выступающей из цемента гальке, тоже сильнее, и потому конгломераты обыкновенно дают не осыпание, как это часто бывает в песчаниках, а обвалы; но зато давление, оказываемое большими кусками конгломерата на нижележащие пласты гораздо больше и разрушительнее. В таких случаях, когда немного ниже отделившегося куска встретится выступ, то получается оседень, как напр., это можно видеть, несколько пройдя место обвала на 46-й версте (черт. 7).
Если, не доходя с полверсты до места обвала, всмотреться в высокий правый откос, то не трудно заметить, как округлыя трещины разбивают стену, способствуют ея разрушению и, в связи с поперечными к откосу трещинами, образуют отступающие уступы в этой стене, которые в плане изображены на схематическом черт. 8-м.
Обнажение перед самым местом обвала (к западу от него), при внимательном рассмотрении деталей строения стены, показывает, что порядок пластования нарушен и взамен правильных линий пластов, полого возстающих к западу (как на черт. 4), получается какое то опускание их с перегибом и разрывом, отлично видными на тонком слое угля под конгломератом. Общий вид этого обнажения показан на чертеже 9-м, при чем пласт конгломерата как будто сильно выпучен книзу, а угольный пластик оригинально разорван на куски в нижней части обнажения и круто изогнут в складочку наверху в западной части. Не входя в излишния подробности разрыва угольного пластика, характерных параллельных срезов его концов и проч., скажу лишь, что все эти детали в обнажении убеждают в существовании сбросов пластов по плоскостям, близким к указанной волнообразной отдельности, падающей на N и NWN (схемат. черт. 10). Значит вопрос о неустойчивости откосов и обвалах еще более осложняется. К тому-же разряду фактов, указывающих на сложность дела, несомненно относятся и следующие два.
1) Вскоре, как пройдешь место обвала 46 версты, встречаешь несколько струек, выбегающих из конгломератной стены, собирающихся в два ручейка внизу и пропадающих в дыре на дне кювета. Ручейки были достаточно обильны, быстры, бросались в дыру с сильным журчаньем и где-то пропадали на глубине под насыпью полотна. Поглощавшая всю это воду дыра приходилась в пересечении двух систем почти отвесных трещин, разбивавших конгломерат под тупым углом (Это указывает, что в краевой полосе вдоль полотна дороги существуют кроме обвалов еще и провалы).
2) Один из служащих на железной дороге, в ответ на мои мысли о существовании сбросов или значительных краевых оседаний в откосах по трещинам, сообщил мне, что вверху над стеной откоса во многих местах ясно видны трещины, разбивающие стену параллельно пути, и ступени, образующияся вследствие оседаний.
Са по себе обвал на 46-й версте, как я уже сказал, не представляет ничего особенно интереснаго или величественного: из верхнего пласта конгломерата соскользнул кусок пудов в 500 весом и, вместе с небольшой осыпью земли, лег на путь (см. черт. 1, черт. 2 к., черт. 9 об). При надлежащей и привычной организации и небольших технических приспособлениях такой маленький обвал мог-бы быть устранен весьма просто и быстро. Но вопрос, к сожалению, сводится не к простой очистке засыпаннаго пути и не к обыкновенному наблюдению за выдающимися и слабыми камнями в высокой скалистой выемке, а к тому-имеем-ли мы вообще средства к закреплению такого откоса, или по-крайней-мере к вероятному предсказанию обвалов и устранению опасных камней в нужных пунктах? Короче: что нужно сделать, чтобы обезопасить путь на этих перегонах?
Поставить такой вопрос столь-же легко и просто, сколь трудно и сложно на него ответить.
Природныя условия слабой устойчивости наших откосов ясно указывают на невозможность их закрепления, так-как устранить массу трещин, да еще косых, волнообразных, среди чередования массивных конгломератов со слабыми песчаниками и сланцами с углем (черт. 5,6,5 bis), - совершенно немыслимо, тем более, что среди этих трещин имеются и трещины сбросов или массивных оседаний (черт. 5,6,9,10). Предвидеть, точно предсказать и во-время предупредить обвалы также более чем мудрено. Если даже, при исключительно внимательных наблюдениях за откосами, и удалось-бы наверное угадать возможность падения камней в известном месте, то единственной предупредительной мерой было-бы "оборвать" эти камни заранее, но исполнить это очень трудно: если камни высоко - до них не достанешь; если-же и достанешь, то не всегда удастся ловко сорвать, а нередко, вместо одного камня, обвалишь столько,что загромоздишь надолго весь путь. Да и самое угадывание обвала связано с предсказаниями погоды - сильных или продолжительных дождей, ветров, морозов. Наконец, обрывая камни с откоса, мы не только не изменяем положения пути, но делаем его, пожалуй, еще опаснее, так-как откос становится выше, а за сорванными трещинами открываются новыя, при чем предвидеть дальнейшия последствия таких искусственных обвалов нет никакой возможности. Значит, при наличности подобных откосов устранить обвалы нельзя и прямая борьба с последними не даст благоприятных результатов, - и, повидимому, с технической точки зрения, наиболее простой выход из этого затруднения заключается в том, чтобы откосы, во-1-х, отодвинуть от пути, а во-2-х, срезать их полого и закрепить тогда одним из известных способов. Но решение в принципе еще не решает дела практически: для выполнеия такой огромной программы нужны прежде всего, гигантския средства:
На мой взгляд, положение железнодорожного пути до Байкала настолько серьезно и важно, настолько при этом сложно и специально, что для отчетливаго уяснения себе технических вопросов о борьбе с неустойчивостью пути нужно прежде всего ближайшим образом ознакомиться с природными условиями, изучить все необходимыя подробности строения придорожной полосы.
Сколько мне известно, по линии Добайкальского участка железной дороги, т.е. от Иркутска до Байкала, специальных геологических изследований не производилось и, по-крайней-мере в печатной литературе, подробных описаний всех обнажений вдоль пути не имеется. Это побудило меня сделать хотя самыя беглыя наблюдения над откосами по этой линии, в последовательном порядке от Байкала до ст. Михалевой, для чего я поспользовался случаем обратнаго проезда моего из Забайкалья в Иркутск ровно через месяц после памятнаго 18 июля. Мои наблюдения, к сожалению, велись из вагона в течение нескольких часов хода поезда, с быстрыми записями и чертежами, в единственно возможном для меня масштабе, измеряемом телеграфными столбами с их нумерацией. Благодаря необыкновенной любезности начальника телеграфа Забайкальской дороги А.И.Родзиевскаго, лично проверившаго места постановки означенных столбов, я могу с известной точностию указать нахождение тех или других обнажений и дать здесь общий очерк строения откосов железнодорожнаго пути. Очерк, безпорно, будет весьма беглый, но все-таки, за неимением другого, достаточный, мне кажется, для общей характеристики с точки зрения технических условий устойчивости горных склонов. Другого значения я ему и не придаю.
Отъезжая от Байкала к Иркутску и миновав первыя угловыя высокия стены из гнейсов, кварцевых доломитов и гранитов нескольких разновидностей, наблюдаешь сперва невысокия стенки гнейсовых откосов. Гнейс там с мелкой, запутанной отдельностью, легко разсыпается в мелочь. Повидимому откосы эти не опасныы: гнейсовая мелочь при падении вниз вместе с глиной способна лишь засорять кюветы; откосы в большинстве не круты, не больше 45 град. т.е. соответствуют уклону естественнаго откоса; те-же, котоыре круче 45 град, все-таки держатся хорошо.
С половины 61-й версты (60 в.+225 с.) преобладают вертикальныя стенки из гнейсов, но ничего худого, кажется, не предвещают. Далее те-же мелкоразбитые разрушенные гнейсы дают осыпи (59 в.+450 с.), и затем снова следуют невысокия стенки из той-же породы.
В конце 59-й версты (58 в.+450 с.), на протяжении 125 саж. Мы видим высокие откосы, легко осыпающиеся и, вероятно, создающие неприятную работу для службы ремонта пути. Далее (с 58 в.+375 с.) над путем поднимаются природные уравновешенные склоны гор, покрытые древесной растительностю. На этих склонах в два, иногда в три этажа довольно правильно протягиваются скалы в виде карнизов или ступеней. Все здесь достаточно прочно - и каменныя ступени,и самя поверхность склонов, закрепленная дерновым слоем и корнями деревьев; от железнодорожной службы требуется обыкновенное наблюдение за состоянием склонов.
Но уже с конца 58-й версты (57 в.+425 с.) начинается налегание на гнейсы юрских конгломератов и песчаников,и срезанныя круто стенки откосов производят впечатление небольшой устойчивости, хотя все-таки сменяющия друг друга породы на протяжении 150 с. позволяют сказать про эти стенки, что они сносны. С 57 в.+75 с. на гнейсах залегают разрушенные конгломераты и откосы не очень надежны; вслед за ними появляется нижний горизонт желваковых песчаников, переслаивающихся с углистыми слоями, что делает устойчивоть откосов прямо ненадежною и, как-бы в подтверждение этого, на 56 в.+325 с. обвалы уже налицо и самый откос подозрительно сырой. Еще далее на протяжении 200 саж. (56 в.+225 с. до 56 в.+25 с.) откосы разбиты безобразной отдельностью и легко могут осыпаться, тем более что встречаются и весьма крутые (56 в.+50 с.).
Начиная с 56 в.+25 с. на протяжении 125 с. (до 55 в. +400 с.) открываются прелестные естественные склоны, убранные сплошь в зелень самою природо.; сделанные внизу их небольшие срезы, видимо, не опасны и состоят из щебня естественно слежавшейся осыпи с гор.
На 55 в.+300 саж. Появляются песчаники с конломератами, слабо наклонными в N-ю сторону, а через 150 с. (55 в.+150 с: 58+100 с.) обвал этих пород.
Перейдя небольшую боковую долинку, на 54 в.+325 с. снова выступают стены из желваковаго песчаника с углистыми слоями. Вскоре (54 в.+250 с.) их сменяют травянистые склоны, на которых замечается не мало отдельных каменных валунов и отторженцев из конгломерата и желваковаго песчаника, скатывающихся сверху. Эти крутые склоны с массивными валунами продолжаются около версты (до 53 в.+375 с.), и, вероятно время от времени некоторые из камней сдвигаются вниз. Затем до 53 в.+225 с. валуны становятся сравнительно мельче, преимущественно в виде скорлуповатых бомб, легко выделяющихся из карнизов песчаника с углистыми прослоями, причем образуются типичные навесы и происходят оседания краевых толщ.
Эти картины прерываются долиной с вполне уравновешенными травяными склонами, а за ней снова начинаются искусственные обрезы, и снова наблюдаешь краевыя оседания на этот раз в толще конгломератов.
Как раз против столба 53 в. можно видеть просачивание воды из крутого откоса на значительном протяжении.
Через 100 с. отсюда на протяжении 125 с. (от 52 в. +400 до 52 в.+275 с.) отвесныя стенки представляют навес из массивного конгломерата, опирающагося на слой песчаника и сланца, гораздо быстрее разрушающихся, чем налегающая на них толща. Положение стенок откоса здесь весьма сомнительно. Далее на разстоянии полуверсты (52 в.+275 с.-52 в.+25 с) в отвесных стенках из желваковаго песчаника отлично видны типичные сбросы и сдвиги по трещинам отдельности, падающей круто в сторону пути, тогда-как само пластование слоняется полого от дороги под откос.
Вскоре, в конце 52-й в. (51 в.+450 с.), высокие откосы из песчаника дали обвал и вслед затем сменились валунчатыми отложениям. На 51 в.+175 с. снова обвал конгломератов (до 51 в.+100 с.), оборвавшихся вместе с землею. Высокие каменные откосы продолжаются еще несколько десятков саженей до поперечной долины (с казармой 51 в.+50 с.), за которой мы проходим мимо спокойных, хорошо закрыпленных природной растительностью склонов, с небольшими срезами внизу из желваковых песчаников; откосы держатся хорошо благодаря их малой высоте. За следующей поперечной долиной (50 в.+375 с.) опять повторяется, тоже самое: срезаны внизу желваковые песчаники, но срезаны несколько выше и, хотя положение откосов в общем сносно, но встречаются больше сползающие со стенок камни. Так продолжается с полверсты, откосы становятся постепенно выше и дают обвалы (50 в.+137 с.); еще дальше (49 в.+325 с.) они поднимаются над самым путем отвесными стенами из желваковаго песчаника довольно сомнительной устойчивости, но вскоре опять переходят в простые невысокие срезы, мало нарушающие природные склоны, тем более, что (за 49 в.) срезы песчаниковых пластов сделаны весьма полого. Пройдя поперечную широкую долину (49 в.+25 с.) и столб 48-й версты, начинаются (47 в.+482) невысокия стенки из конгломерата и песчаника, над которыми склоны гор покрыты сильной растительностью. Но вслед затем 947 в.+325 с.) невысокий откос быстро растет и становится высокой стеной из песчаника с бомбами (47 в.+300 с: 47 в.+275 с.), которая на разстоянии 350 с. понижаясь, снова переходит в небольшие срезы у самого низа растительных склонов.
На 46 в.+400 с. пологими срезами обнажены осыпная отложения склонов из глины со щебнем, галькой и с отдельными значительными валунами; эти отложения, видимо, обладают свойством легко напитываться водою и сплывать, или осыпаться, обваливаться по вертикальным трещинам, разсекающим склоны.
В начале 47-й версты в откосе обнажен массивный песчаник с шаровою отдельностию, со многими навесцами, пещерками и т.п., при чем видно ясное краевое оседание песчаника.
На 45 в.+175 с. был значительный обвал, вследствие котораго телеграфный столб (№ 399) перенесен на противоположную сторону. Отсюда до самой долины (44 в.+175 в.) тянутся высокие откосы, весьма опаснаго сложения. За узенькой поперечной долинкой снова вздымается отвесная стена из желваковаго песчаника с угольными слоями не менее 3 саж. высоты и продолжается до 43 в.+400 с., когда путь выходит на расширенную площадку берега и склоны гор сверху до низу являются не тронутыми рукою человека и заросли сплошь березовым лесом.
Около половины 42-й версты (41 в.+225 с.) откосы из мелкаго глинисто-щебневаго наноса, повидимому, способны давать сплывы. Равнинное место с лесною растительностию продолжается до столба 41 вер. На 40 в.+413 с. путь идет близ крутых откосов из массивных пластов песчаника, а затем начитаются снова сплывающие откосы из наносов, вынудившие придать им вместо отвеснаго среза уклон в 45 град. Среди таких откосов встречаются и стенки из песчаников, и конгломератов (40 в.+113 с.).
Там, где построена избушка при начале поперечной долинки начинается крутой откос, с тенденцией сплывания. По южную сторону равнины, на которой расположен разъезд (39 в.+125 с.), довольно круто вздымаются склоны гор, поросшие березовым лесом.
Вглядываясь в эти склоны, замечаем, во-1-х, что в них имеются ступени, образованныя отвесными обрывами конгломератов, во-2-х, что во многих местах образуются как-бы сами собою осыпи из мелкаго глинистаго материала и имеет с тем там-же гибнут и падают массами березки. Причину этого объяснить не могу, но считаю это место заслуживающим интереса, так-как быть может в деталях его строения находится ключ к пониманию того, почему некоторые склоны держатся прочно растительностию, а другие нет, т.е. при каких условиях там может быть достигнута устойчивость склонов и откосов.
За разъездом (39 в.+75 с.) конгломераты сильно навесились в сторону пути, отличаются большою мощностью и крупными отвесными трещинами. Очевидно, конгломераты, разрушаясь, образуют отсыпи из гальки у подножия склонов гор, которые потом и заростают сплошною растительностию; когда-же подножия склонов срезаются как откосы дороги, обнаженная галька уносится с места размывом и каменные уступы обнажаются. Такой тип строения продолжается более версты, примерно до 37 в.+375 с.
Вслед за тем (37 в.+300 с.) Ангара подходит вплоть к горным склонам, правые откосы пути становятся утесистыми, саженей до 4 высотою, обнажая пласты желваковаго песчаника с углем и сланцем, т.е. породы легко дающия обвалы.
Немного далее (36 в.+350 с: 36 в.+300 с.) состояние откосов еще сериознее вследствие округло-ступенчатых в песчаника трещин, склоняющихся к пути, а на половине 37-й версты (36 в.+225 с: 36 в.+150 с.) имеются и сериозные свежие следы обвала откосов в 5-6 саж. высотою и столь-же опасных, как и место у обвала 18 июля на 46-й версте. Совершенно такия-же, как и там, угрожающия высокия стены из крупно-желваковаго песчаника со сланцами и угольными слоями тянутся и далее за небольшою падью (36 в.+150 с: 36 в.+75 с.) вплоть до 35 в.+350 с., а потом уже следуют не высокие, хотя тоже из желваковых песчаников, срезы до долины с широкими равнинными выносом, по которому ростет лес (35 в.+275 с: 33 в.).
Выйдя у столба 32-й версты из лесной равнины, путь снова прижимается к высоким стенам в 6 - 7 саж. высоты или желваковых песчаников, слабая устойчивость которых совсем напоминает знакомую нам 46-ю версту, при чем не сколько далее (31 в.+125 с.) легко можно ожидать обвала. Дальнейшее понижение откосов, хотя и ослабляет возможность опасений, но вместе с тем типичныя округлыя трещины налицо и, следовательно, осмотрительность не помешает:
В начале 30-й версты 929 в.+50 с.) откосы, состоящие из отвесных стен мелкожелваковаго песчаника, переслоивающагося массивным, разбитым шаровой отдельностью, с округлыми ступенями в сторону пути, продолжаются саж. на 100 (до 28 в.+400 с.), а далее стенки идут пониже (до 28 в.+200 с.), но вскоре снова повышаются до 4 саж. (28 в.+150 с:. 28 в.+75 с.).
Отсюда до ст. Михалевой, которая поставлена на 26-й версте, путь пролегает по широкому месту мимо долин, полей или лесных зарослей, не имея никаких откосов. Далее Михалевой я не мог вести своих наблюдений с занесением их в записную книжку, вследствие наступавшей темноты.
Не претендуя на полноту и точность приведенных наблюдений до Михалевой, я тем не менее счел полезным привести их здесь, так-как даже в этой форме набросков они очень поучительны, как иллюстрация к тому, что мною сказано ранее. В самом деле, эта лента пути на протяжении 30 верст (58-28 в.) ясно показывает нам, что мест, подобных 46-й версте, мест, в той-же или другой степени опасных, требующих исключительнаго внимания и заботливости, очень много, - словом, что на указанных 30 верстах устойчивость откосов во многих пунктах слаба, или-же прямо ненадежна.
В общем выводе получаем следующее:
1) всюду, где слоны гор остались в них природном виде, они покрыты растительностью, которая, видимо, закрепляет их поверхность от резкаго быстрого разрушения. Лишь в нескольких, очень редких местах эти склоны не имеют естественного уклона, а идут ступенями, или проявляют естественное разрушение поверхности, и в этих редких примерах (заслуживающих тщательного изучения) растительность, скрепляющая осыпи у подошвы слонов, образует сильные контрфорсы, удерживающие склоны от дальнейшаго обрушения.
2) Всюду, где человеческая рука нарушает это природное равновесие, проявляются и последующия явления, неблагоприятныя для железной дороги в меньшей или в большей степени. Когда техники срезают лишь небольшой уголок контрфорса, откос держится сносно. Но как только дошли до известнаго предела, природа спешит возстановить нарушенное равновесие и смывать, сталкивать, обрушать на это место часть каменнаго или землистаго материала сверху.
3) Если срезы проходят в таких местах, где землистая со щебнем естественная осыпь имеет значительную толщину, то крутые откосы начинают в сухое время осыпаться, в дождливое оплывать, затягивая кюветы и самый путь огромными скоплениями мокраго земляного теста, при уборке котораго новые сплывы еще более создают затруднений службе ремонта пути. При этом часть в землистой осыпи, вместе со щебнем и галькой из разрушившагося конгломерата, встречаются большие отдельные камни, которые при разрушении откоса скатываются вниз и загромождают путь.
4) Если крутые крутые откосы осенью напитаются водою, но не сплывут до заморозков, то они промерзают и остаются благополучно стоять всю зиму в виде крепкой породы, сцементованной льдом. Весною-же, при действии солнца на обнаженную поверхность среза и теплой воды на подземный ледяной цемент, обыкновенно проявляются сплывы, глубокий размыв таких откосов и т.п.
5) Первым, ближайшим средством противодействия таким разрушениям является пологий срез откоса, возможно близкий к естественному склону, а затем дренаж и закрепление дерном.
6) Если срезы сняли каменистые пласты юрской толщи, то разрушение идет в зависимости от того, какие горизонты обнажены и какие лежат выше. Наиболее устойчивыми являются пласты конгломерата. Наиболее неудобны желваковые песчаники и затем массивные с шаровою отдельностию.
7) Вообще для каменных откосов первую важность имеют те трещины, те системы отдельностей, которыя преобладают в данном месте в данной породе. В зависимости от них происходит разрушение откосов, или в виде значительных каменных осыпей, или оседаний краевых пластин, отделенных параллельно оси пути, или падения больших камней из верхних частей обнажения.
8) При крутых откосах, каково большинство их на описанном участке пути, наибольшую заботу создают трещины, имеющия уклон к пути, так-как по ним легко оседают и соскальзывают отсеченныя ими части пластов и кроме того они менее заметны для надзора. В юрской толще важную роль играют шаровыя трещины, образующия округлыя ступени в сплошных песчаниках.
9) Проникновение поверхностных вод в трещины и разрушение по ним породы, замерзание и оттаивание льда в общем играет ту-же роль, как и в землистых отложениях, почему и обвалы совпадают с весенними дождями, продолжительными ненастьями и пр.
10) Усилия обезопасить путь от обрушений каменных откосов должны направиться прежде всего на превращение их из крутых стен в крупныя ступени, форма, высота и ширина которых должна быть сообразованы с природными ствойствами места: в конглометарах ступени могут быть отвесны, выше и уже (т.е. меньшей глубины); в песчаниках ниже и шире (глубже); в сланцах мельче, приближаясь к 45 град., - и всюду непременно согласуясь с теми трещинами, которыя естественно уже разбивают породу на ступени:
С этой целью необходимо прежде всего и безотлагательно поручить специалисту инженер-геологу изучить в деталях все сомнительные и явно-опасныя места, чтобы выработать затем вполне соответствующий план работ. Сколько мне представляется при беглом обзоре местности, вдоль пути потребуются весьма значительныя работы (без сомнения, на многия сотни тысяч рублей), которыя во всяком случае будут очень сложны во многих отношениях. Поэтому и специальное систематическое изучение придорожной полосы неизбежно:
Вопрос, к которому мы подошли, имеет особую важность для Забайкальской дороги, почему я остановлюсь на нем несколько дольше. Обыкновенно для каких-либо геологических работ на железныя дороги приглашались инженеры временно: осмотреть, дать заключение, произвести разведки, опытные выемки. Как только данныя поручения были исполнены - инженер-геологи уезжали, переходя к работам в других местностях, на других дорогах и проч. Это было втройне не выгодно для дороги: во-1-х, геолог приезжал часто в совершенно ему незнакомую местность и должен был тратить много времени и труда на первоначальное ознакомление с деталями геологическаго строения, с подробностями технических работ и т.п.; во-2-х, геолог не был прочно связан с дорогой и невольно поэтому относился к своим задачам односторонне; в-3-х, как только заканчивались геологические работы, дорога оставалась снова одинокой, как будто теряя ближайшую связь с геологической жизнью прорезаемой ею страны, так-как наблюдать за этой жизнью, следить за всеми ея сложными и специальными явлениями, видеть взаимную зависимость пути и местностных природных условий некому, ибо нет службы геолога, подобно другим службам пути, тяги и пр. И все происшествия на дороге, которые появятся как неизбежное следствие железнодорожных работ, или как самостоятельное явление природы, или-же как неожиданность, случайность, хотя-бы и очень важная, экстренная, - все это некому будет ни заметить, ни изследовать, ни записать, равно как некому тотчас-же специально осмотреть и дать свое техническое заключение о том, что нужно делать. Я говорю, что такое положение дела невыгодно для всякой железной дороги, для Забайкальской-же тем паче оно ненормально, так-как и спешность ея проведения, и исключительныя климатическия условия, и разнообразие топографических и геологических особенностей строения, представляют почву весьма неблагоприятную для борьбы с многочисленными недочетами по части устойчивости полотна и откосов дороги. Не говоря об обвалах между Иркутском и Байкалом, исход которых не всегда бывал благополучен, не мало известно и других "больных" или "слабых" мест дороги по ту сторону Байкала, и до Яблоннаго хребта, и на нем, и за ним - в Ингод, и под Читой, и у Нерчинска и далее к Стретенску: Все эти места должны быть обстоятельно изучены, изследованы (разведаны). не торопясь обдуманы меры против их неустойчивости. Кроме того они должны находиться под постоянным специальным наблюдением. Помимо перечисленных, так-сказать, общеизвестных, безспорных по своей слабости мест, сколько имеется еще таких "незамечательных" пунктов, о которых знают только дорожные мастера да сторожа, и которые тем не менее очень важны и требуют ближайщаго с ними знакомства инженер-геолога: стоит только начать специально собирать такия сведения, начать изучение едва заметных подробностей, - и объявится неожиданная масса материала для сериозных работ и строгаго внимания инженера техника. Вот почему я полагал-бы решительно необходимым для Забайкальской дороги иметь своего постоянного инженер-геолога, на обязанность котораго возложить наблюдение за геологической жизнью полотна дороги и связанных с ним окрестностей, изследование всех "больных" мест пути, а также собирание всего геологическаго материала, имеющаго отношение к инженерной технике путейца на этой железной дороге. Открыть такое место тем легче, что теперь как раз представляется прекрасный случай пригласить инженер - геолога для детального изучения полосы обвалов на Добайкальском участке, в выработке проекта работ по исправлению откосов и по наблюдению совместно с путейцами за выполнением самых работ, а затем и оставить его, как постояннаго железнодорожнаго геолога, для выполнения своей специальной службы на всей линии дороги:
И пусть благой пример Забайкалья откроет новую, давно потребную для всех дорог службу, без помощи которой инженер-строитель всегда будет чувствовать свое положение техника недостаточно уравновешенным.
Сентябрь 1901.
Иркутск.
Д.Л. Иванов.
