 |
Рис. 38. Карстовая пещера (а), вскрытая штольнями одесских катакомб (б)
|
|
|
|
Рис. 38. Карстовая пещера (а), вскрытая штольнями одесских катакомб (б)
Иногда крупные полости вскрываются железнодорожными и гидротехническими тоннелями. В этом случае спелеологи сотрудничают с гидрогеологами и строителями, помогая устанавливать связи между известными и вновь обнаруженными объектами. При туристическом освоении Ново-Афонской пещеры (Грузия) планировалось сооружение железнодорожного тоннеля. Однако в 600 м от входа он неожиданно вскрыл до того неизвестную обводненную пещеру Сюрприз (рис. 39), которая была связана с подземным озером в Ново-Афонской пещере 70-метровым сифоном. Зимние паводки 1969 г. вызвали затопление тоннеля и произвели значительные разрушения на поверхности (был промыт овраг глубиной 4 м и повреждено несколько домов). Чтобы комплекс можно было эксплуатировать круглогодично, строителям пришлось выполнить гораздо больший объем работ: обход тоннелем пещеры Сюрприз, сооружение эстакады в пещере, а затем - наклонной водосбросной штольни и пр.
Рис. 39. Вскрытие карстовых полостей. Вскрытие железнодорожным тоннелем (А, Новый Афон, Грузия, разрез) и гидротехническим тоннелем (Б, Ткибульская ГЭС, Грузия, план). 1 - тоннель; пещеры: 2 - Сюрприз, 3 - Ново Афонская, 4 - Шавцкала; 5 - сифоны. Стрелками показано направление движения воды.
Крупные полости были вскрыты также гидротехническим тоннелем Ткибульской ГЭС (Грузия). В 60-е гг. на р. Ткибули было начато строительство водохранилища. Поверхностный сток р. Ткибули (2, 5 м3/с) до сооружения плотины поглощался шахтой-понором Ткибула-Дзеврула, по новейшим данным имеющей протяженность 1300 м и глубину 220 м. Пройдя под Окрибо-Аргветской известняковой грядой около 2 км, вода выходила из огромного портала Шавцкальской пещеры (3, 3 м3/с). Недалеко от нее и был сооружен гидротехнический тоннель, вскрывший обводненную полость. Спелеологическая экспедиция под руководством В. Киселева в 1986 г. обследовала все карстовые источники района, установив связь между гидротоннелем и пещерой Шавцкала (рис. 39). При этом пришлось преодолеть три сифона длиной 45, 30 и 12м. Длина Шавцкалы составила 1520 м, а от шахты Ткибула-Дзеврула ее отделяют еще около 1000 м. Открытия спелеологов помогли установить правильный режим эксплуатации ГЭС при разной водности потока.
|
|
|
Из зарубежных примеров наиболее яркий - сооружение тоннеля к залу Верна, соединившего системы Пьер Сен-Мартен и Арфидия (рис. 21).
Особое место среди экскавационных полостей занимают пустоты, используемые для жилья и исполнения всевозможных культов. Широкую известность получили пещерные города Капподакии (Турция), которые просуществовали с I- II вв. до н. э. до V-VI вв. н. э. Известно более 40 таких городов, заложенных в вулканических туфах. Они состоят из 10-18 этажей, соединенных между собой наклонными галереями, а с поверхностью - вентиляционными трубами длиной до 80 м. Город Дерен-Кую состоял из 2000 помещений, рассчитанных на 10 тысяч человек, и имел более 600 входов.
Рис. 40. План Дальних пещер Киево-Печерской лавры, Украина (по В. Рогожникову)
Весьма многочисленны примеры сооружения культовых пещер. Одна из них - знаменитая пещера Киево-Печерской лавры. Общая протяженность ее ходов 500 м. Она имеет два яруса, верхний заложен в лессах на глубине 5-10 м от поверхности, нижний - в песчаниках на глубине 20 м. Высота ходов до 2 м, ширина - 1 м. В разное время лаврские пещеры (рис. 40) использовались как церкви, места затворничества и проживания людей, их погребения, в качестве тюрем... Интересно, что точные съемки 60-х гг. не совпадают с первыми планами пещер (рис. 1).
|
|
|
5. 2. Строители - вода и взрыв
Подкласс хемогенных полостей включает четыре их типа (табл. 2). Первые два из них связаны с преобразованием горной породы и переводом ее в раствор. Сольвационный тип полостей (лат. solvere растворять) формируется при закачивании под землю растворителя (воды, кислоты, щелочи). Полезные ископаемые (каменная или калийные соли, золото, медь и пр. ) переходят в раствор и в таком виде извлекаются из недр земли. В зависимости от используемой технологии образуются полости разных размеров (до 300 тыс. м3) и формы (рис. 41). После отработки месторождения и вскрытия шахтным стволом или скважиной большого диаметра подземные пустоты становятся доступными для человека. Часто они проявляются на поверхности в виде мульд обрушения площадью в несколько десятков км2.
Рис. 41. Сольвационные пустоты, образующиеся в растворимой горной породе при разных технологиях добычи полезных ископаемых.
Ликвационный тип полостей (лат. liquatis плавление) возникает в основном при " горячем" способе получения серы из закарстованных известняков. В скважины закачивается нагретая до 165 °С вода, после чего расплавленная сера откачивается на поверхность. В мире этим способом добывается около 14 млн. т серы в год. В исключительных случаях (например, вскрытие уже использованного месторождения горными выработками) возникающие пустоты неправильной формы становятся доступными для прямых исследований.
Кремационный тип полостей (лат. cremo сжигать) возникает при получении горячего газа в недрах земли после неполного сгорания угля или сланца на месте их залегания. Полости напоминают пиролизионные пустоты пирогенного подкласса (табл. 2) и исключительно редко становятся объектами спелеологических исследований.
Эрупциоиный тип полостей (лат. eruo взрывать) образуется при взрывах различных ВВ. Подземные взрывы малой мощности используются при сооружении помещений и проходке подземных выработок в крепких скальных породах. В 70-е гг. близ Гетеборга (Швеция) были созданы огромные полости в гранитах. Они используются как хранилища нефти и имеют длину 500 м, ширину 30 м, высоту 40 м. Для проверки состояния их свода приглашали спелеологов, которым пришлось совершить " плавание" на лодке из специальной резины по нефтяному озеру. В Скандинавских странах таким образом формируют пустоты огромных размеров, где размещают хоккейные поля и пр. В Германии в подобные полости под давлением до 70 атм. закачивают воздух, который в часы пиковых нагрузок используют для питания газовых турбин.
|
|
|
К эрупционному типу полостей относятся многие объекты военного назначения. Это остатки укрепленных районов, противоатомные убежища и объекты гражданской обороны, подземные заводы и атомные электростанции. Многие из таких сооружений заброшены (взорваны или затоплены), о многих вообще почти ничего не известно (как, например, о тоннеле, связывающем о-в Сахалин с материком, строительство которого якобы было начато по приказу Сталина в 40-е гг. ). При обнаружении они могут представлять большой спелеологический интерес, хотя их исследование сопряжено со многими специфическими опасностями.
Особый вид эрупционных полостей возникает в результате испытаний ядерных устройств - они позволяют получить емкости объемом до 200 тыс. м3. Основная часть радиоактивных продуктов взрыва оказывается прикрытой толщей расплава. Естественно, что случаи обследования таких полостей человеком пока неизвестны.
В целом полости хемогенного подкласса не вызывают острого спелеологического интереса.
5. 3. Спелеология и архитектура
Последний, петрогенный подкласс антропогенных полостей пока включает только один тип (табл. 2). Полости конструкционного типа (лат. constructio сложение) объединяют все пустоты, созданные человеком в пирамидах, замках, крепостях, промышленных и гражданских зданиях и пр. Используется естественный (ломаный камень, блоки) или искусственный (кирпич, бетон) материал. Нередко полости петрогенного подкласса комбинируются с механогенными полостями (конструкционно-экскавационный тип), располагаясь частью под землей, частью - на ее поверхности.
Один из древнейших памятников архитектуры, содержащий конструкционные полости, - Кносский дворец на о-ве Крит (3 тыс. до н. э. ). На площади почти 200 тыс. м2 (140 на 140 м) в несколько этажей располагались сотни различных залов, покоев, подвалов, бассейнов. Дворец был оборудован водопроводом и канализацией.
|
|
|
